教育是指教育目的明確，以過程性和系統(tǒng)化方式實(shí)現(xiàn)的一種社會(huì)活動(dòng)?？偨Y(jié)不宜過于簡單，也不宜過于復(fù)雜。小編為大家準(zhǔn)備了一些總結(jié)范文，希望對(duì)你有所幫助。
物理傳感器論文篇一
新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)信息技術(shù)與物理課程的整合提出了具體要求，尤其是將傳感器列入中學(xué)物理課程。提出“了解常見傳感器及其應(yīng)用，體會(huì)傳感器的應(yīng)用給人們帶來的方便”。
實(shí)驗(yàn)是物理的基礎(chǔ)。要做實(shí)驗(yàn)就離不開測量。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)是將各種物理量（如溫度、時(shí)間、力、加速度等）轉(zhuǎn)化為長度進(jìn)行度量。傳感器則是將各種物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，人們對(duì)電信號(hào)作出進(jìn)一步的分析和處理。傳感器進(jìn)入中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室，成為信息技術(shù)與物理課程整合、教育手段現(xiàn)代化的一個(gè)新突破口。過去實(shí)驗(yàn)測量工具器材是水銀溫度計(jì)、打點(diǎn)器、天平，現(xiàn)在則是用力的傳感器、溫度傳感器、電磁傳感器來探測物理量，顯示物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能探索物理規(guī)律。學(xué)生在這樣的環(huán)境下體驗(yàn)“做科學(xué)”的探究過程，來實(shí)現(xiàn)科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。
借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室提供的先進(jìn)技術(shù)手段突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段的限制，大幅度改進(jìn)原來做不出、做不好的實(shí)驗(yàn)，變“不可見”為“可見”，由“抓不住”到“抓得住”，將“不好做的”轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂米龅摹薄?/p>
一、變不可見為可見。
將力傳感器用于超重、失重實(shí)驗(yàn)，使用位移傳感器研究加速度。
超重、失重是生活中的常見現(xiàn)象，電梯升降、神舟號(hào)在太空中遨游時(shí)航天員的失重現(xiàn)象等，學(xué)生們都能一一列舉出來。然而如何從物理學(xué)的規(guī)律出發(fā)來認(rèn)識(shí)超重、失重的原因，卻是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。原因是學(xué)生看不到超重、失重過程中壓力的變化。超重、失重現(xiàn)象發(fā)生在物體變速運(yùn)動(dòng)的過程中，按照傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝備只能用彈簧測力計(jì)測量壓力的變化；而且在課堂中演示超重、失重所經(jīng)歷的時(shí)間又很短暫，學(xué)生根本看不清彈簧測力計(jì)示數(shù)，更談不上記錄數(shù)據(jù)，提供給學(xué)生作為分析的依據(jù)。而引入力的傳感器，便解決了這個(gè)問題。
在學(xué)習(xí)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律時(shí)，利用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生只能通過物體的運(yùn)動(dòng)速度、位移間接地計(jì)算出物體加速度的大小，而且也只能研究勻加速運(yùn)動(dòng)物體的加速度。利用力的傳感器和位移傳感器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，直接測量出了物體運(yùn)動(dòng)過程受到的外力和加速度的數(shù)值，并利用計(jì)算機(jī)繪制出了力和加速度一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖線，提高了實(shí)驗(yàn)的直觀性和課堂教學(xué)效率。并且，由于傳感器實(shí)驗(yàn)不受物體運(yùn)動(dòng)情況的限制，學(xué)生還可以研究做非勻加速運(yùn)動(dòng)物體的加速度，使學(xué)生很容易理解牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的瞬時(shí)性，很快突破了難點(diǎn)。
二、由抓不住到抓得住。
將電流傳感器用于自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)。
在自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，閉合開關(guān)通電，出現(xiàn)了一個(gè)燈泡先亮，一個(gè)燈泡后亮的現(xiàn)象。這是由于電磁感應(yīng)引起通過兩個(gè)燈泡的電流不同產(chǎn)生的自然現(xiàn)象。以往教師只能通過理論分析電流的變化情況，學(xué)生無法直接觀察到電流變化的情況，只能被動(dòng)接受教師的分析，頭腦中很難有形象的物理情景作支撐，形成了教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)。我們引入電流傳感器，將電流的變化記錄為圖像，使學(xué)生直觀地看到了自感對(duì)電流的影響，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)了自感現(xiàn)象的本質(zhì)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，教師又啟發(fā)學(xué)生從電磁感應(yīng)的理論出發(fā)來分析斷電時(shí)自感現(xiàn)象中電流的變化情況，并利用電流傳感器實(shí)時(shí)記錄電流變化圖像，印證學(xué)生分析推理的正確與否。在這個(gè)過程中，學(xué)生由被動(dòng)地聽講變成主動(dòng)參與，在積極地對(duì)話交流過程中，加深了對(duì)自感現(xiàn)象本質(zhì)的理解。這樣不但解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器不能直觀反映出本質(zhì)現(xiàn)象的弊端，增強(qiáng)了教學(xué)效果，而且還加強(qiáng)了學(xué)生的主動(dòng)參與，大大提高了課堂教學(xué)的效率。
三、將不好做的轉(zhuǎn)變?yōu)楹米龅摹?/p>
同時(shí)使用力傳感器和光電門傳感器進(jìn)行向心力研究。
在以往的向心力教學(xué)中，由于理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)證明都很困難，教師只能直接給出向心力公式，無法進(jìn)行任何理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)證明。而利用力傳感器和光電門傳感器，可以直接獲得一個(gè)做圓周運(yùn)動(dòng)物體所受到向心力、線速度的數(shù)據(jù)，進(jìn)而從數(shù)據(jù)分析中得到向心力公式。
四、對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行“再挖掘”，開發(fā)其潛在的教育和教學(xué)功能。
在信息技術(shù)的支持下，探究式教學(xué)模式可以發(fā)揮更大的作用。探究式教學(xué)是以探索、研究物理規(guī)律為出發(fā)點(diǎn)，以實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為中心，以學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展探究能力的培養(yǎng)為根本的一種教學(xué)方法。
傳統(tǒng)的教學(xué)方法使學(xué)生從道理上得到了一個(gè)合法邏輯的結(jié)論，然而在實(shí)際中什么是動(dòng)量，什么是沖量，什么是動(dòng)能，為什么動(dòng)能的.定義要有一個(gè)1／2的系數(shù)？學(xué)生是沒有感性認(rèn)識(shí)的。在運(yùn)用傳感器進(jìn)行動(dòng)能定理、動(dòng)量定理的教學(xué)過程中，教師鼓勵(lì)學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)的真實(shí)情景，在實(shí)驗(yàn)全過程中主動(dòng)地進(jìn)行探索、學(xué)習(xí)，教師則加強(qiáng)對(duì)學(xué)生問題的了解，并加以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，盡可能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性；同學(xué)們在解決問題時(shí)討論、互助、合作，通過處理實(shí)驗(yàn)的一系列數(shù)據(jù)，“發(fā)現(xiàn)”新規(guī)律，“定義”新的物理量。
這種打亂原有教材內(nèi)容安排的教學(xué)過程，要求的計(jì)算量非常大，學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)已有的程序處理數(shù)據(jù)，大大提高了課堂效率，體現(xiàn)了信息技術(shù)對(duì)物理教學(xué)的整合。探究式教學(xué)不是以定律、公式的灌輸為中心，而是以學(xué)生為主體，使學(xué)生從發(fā)現(xiàn)者和探索者的角度出發(fā)，從物理數(shù)據(jù)中，自己得到客觀世界的規(guī)律，教師在其中并不扮演教化者的角色，而是從旁邊點(diǎn)撥和指導(dǎo)，讓學(xué)生在研究和歸納的過程中，感性地理解物理變化及其規(guī)律。這樣學(xué)生最終不僅可以更深入地理解物理學(xué)的現(xiàn)象，而且可以學(xué)會(huì)物理學(xué)的一種精神――獨(dú)立思考、大膽假設(shè)和嚴(yán)謹(jǐn)探索實(shí)驗(yàn)的科學(xué)精神。
物理傳感器論文篇二
傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生只能夠通過書本或者是教師的講解來獲得化學(xué)知識(shí)，對(duì)于一些物質(zhì)變化和微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)只能夠靠頭腦想象來理解，多媒體技術(shù)的應(yīng)用就使得一些微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)通過多媒體課件來變成動(dòng)態(tài)、立體、有形的物質(zhì)，這樣一些抽象難懂的化學(xué)知識(shí)就變得極其容易理解，教師也可以利用多媒體技術(shù)來將金屬的冶煉過程進(jìn)行展示，尤其是對(duì)于中職的學(xué)生來說，由于課程時(shí)間較短，學(xué)生較多，導(dǎo)致了學(xué)生的注意力下降，而多媒體技術(shù)能夠集中學(xué)生的注意力，將金屬的冶煉技術(shù)和冶煉的原理呈現(xiàn)給學(xué)生，這樣學(xué)生對(duì)于整個(gè)金屬冶煉的過程就會(huì)有著清晰的認(rèn)識(shí)，從而激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
1。2提高了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，由于化學(xué)物質(zhì)的.特殊性，一旦實(shí)驗(yàn)失敗，極容易發(fā)生危險(xiǎn)，在這樣的情況下，學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生畏懼的心理，對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)失去興趣。多媒體技術(shù)的引用，學(xué)生可以在電腦上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作，對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作有著一定的了解，對(duì)于錯(cuò)誤的地方要明確的標(biāo)出，還要掌握正確的方法，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性也能夠在一定程度上得到提升。
1。3能夠提高學(xué)生對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理解和數(shù)據(jù)處理的能力。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中涉及到一些極其抽象的原理和概念，而多媒體技術(shù)能夠很好的將這些微觀的物質(zhì)展現(xiàn)出來，學(xué)生就能夠?qū)@些抽象的原理和概念進(jìn)行理解。例如電解飽和食鹽水在講解的過程中，需要制作三維動(dòng)畫來對(duì)電解過程中微觀的動(dòng)態(tài)進(jìn)行了解，這樣電解飽和食鹽水在電解的過程中所有的微觀原理學(xué)生就能夠充分的掌握。利用動(dòng)畫對(duì)電極反應(yīng)的過程進(jìn)行模擬，學(xué)生在腦海中就會(huì)留下深刻的印象，而且一些比較復(fù)雜的作圖實(shí)驗(yàn)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)就可以進(jìn)行，對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)軟件中的excel就能夠處理，趨勢圖也會(huì)更加的精確，直觀又簡單。
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物理傳感器論文篇三
摘要：物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理真理和概念，都是通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。在高中物理的學(xué)習(xí)中，學(xué)生能通過物理實(shí)驗(yàn)，在物理學(xué)習(xí)中聯(lián)系生活，從物理實(shí)驗(yàn)操作的實(shí)踐中獲得物理知識(shí)。因此，在高中物理教學(xué)中，教師需要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，針對(duì)不同層次的學(xué)生靈活應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
物理實(shí)驗(yàn)正是物理學(xué)的基礎(chǔ)。學(xué)者們通過合理猜想、實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)世界的真理。因此，在高中物理的教學(xué)中，需要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和實(shí)驗(yàn)探究能力就需要重視物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這樣，才能培養(yǎng)出更具有創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、動(dòng)手能力的學(xué)生，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。
一、認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要性。
物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以給學(xué)生強(qiáng)烈的視覺沖擊，同時(shí)可以讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)與日常生活的物理現(xiàn)象聯(lián)系在一起，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的印象。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)學(xué)生以下幾個(gè)方面的能力有重要影響：
1.激發(fā)興趣，自主探究。
實(shí)驗(yàn)具有鮮明的現(xiàn)象，學(xué)生受到視覺的沖擊，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和現(xiàn)象有著更為深刻的印象。同時(shí)，通過對(duì)現(xiàn)象的觀察，發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)學(xué)生對(duì)于物理學(xué)習(xí)的興趣，并且在學(xué)生對(duì)于自己的觀察所得有所疑惑時(shí)，加以引導(dǎo)，便會(huì)更進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力。
2.提高觀察能力和動(dòng)手操作能力。
教師如果一味地教授理論知識(shí)，而忽視對(duì)學(xué)生觀察能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)，這樣不僅不利于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，也不利于學(xué)生的全面發(fā)展。而物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生通過自主的操作實(shí)驗(yàn)，其對(duì)自主觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果印象更為深刻，對(duì)于實(shí)驗(yàn)所涉及的知識(shí)點(diǎn)的了解也會(huì)更加深刻，同時(shí)，學(xué)生的自主探究能力和基本實(shí)驗(yàn)技能也得到了提高。
3.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
通過探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的主觀能動(dòng)性得以發(fā)揮，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)，能夠進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。同時(shí)，物理實(shí)驗(yàn)中，某一個(gè)控制變量的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往會(huì)有較大的差異，學(xué)生可以通過探究問題出現(xiàn)的原因，學(xué)會(huì)從多個(gè)角度思考問題，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
二、實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的.實(shí)踐性應(yīng)用。
目前，受物理實(shí)驗(yàn)室和物理實(shí)驗(yàn)器材的局限，學(xué)生所進(jìn)行的物理實(shí)驗(yàn)大部分是小組實(shí)驗(yàn)。小組實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力和自主探究能力，然而，在目前的物理教學(xué)中，物理小組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)往往沒有得到重視。因此，下面提出幾點(diǎn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建議：
1.端正學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的態(tài)度。
許多學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)與考試無關(guān)而忽視物理實(shí)驗(yàn)，這樣，()不利于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的深刻認(rèn)識(shí)和理解。因此，教師首先需要引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)于物理學(xué)習(xí)的重要意義。首先教師可以通過講述物理知識(shí)背后的小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)。
此后，教師可以通過課堂演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)有一定的感性認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)和了解物理實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容，讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。
2.幫助學(xué)生明確觀察的目標(biāo)。
每個(gè)物理實(shí)驗(yàn)都有其針對(duì)性和目的性，因此，學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，或在自主設(shè)計(jì)小組物理實(shí)驗(yàn)步驟的時(shí)候都應(yīng)首先明確實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)。只有明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?，才能了解?shí)驗(yàn)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果也更顯著。
3.針對(duì)不同階段，教師應(yīng)該采用不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。
在學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力較低時(shí)，教師應(yīng)設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式實(shí)驗(yàn)。學(xué)生剛剛開始接觸一個(gè)新的物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往對(duì)于實(shí)驗(yàn)的了解太少而無法順利完成實(shí)驗(yàn)。此時(shí)，需要教師加以耐心的引導(dǎo)，幫助學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的，理清實(shí)驗(yàn)的步驟和思路。
學(xué)生通過小組合作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)，教師可以提出幾點(diǎn)注意事項(xiàng)和要求，幫助學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、要求和目標(biāo)。此外，教師需要關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中小組合作的效率，解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作中的問題，同時(shí)不斷吸取教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，改良實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法。
同時(shí)，教師可以根據(jù)學(xué)生所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案發(fā)現(xiàn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)中的盲點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)，讓教師更好地了解學(xué)生。通過小組合作的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力、自主性、積極性、探究能力以及創(chuàng)新精神。
5.重視實(shí)驗(yàn)總結(jié)。
印象。
如果學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成功，學(xué)生在完成報(bào)告時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵要素，并且能夠牢記在心。而如果學(xué)生的實(shí)驗(yàn)失敗，學(xué)生可以在完成總結(jié)報(bào)告時(shí)，尋找失敗的原因，對(duì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素有更為深入的認(rèn)識(shí)。
6.教師需要重視提高自身的物理實(shí)踐操作的專業(yè)水平。
學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度和實(shí)驗(yàn)流程的認(rèn)識(shí)、實(shí)驗(yàn)理念的認(rèn)知都來源于教師。因此，教師需要不斷進(jìn)行自我完善，關(guān)注實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)。特別是在實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)中，教師應(yīng)嚴(yán)格要求自己，進(jìn)行演示操作應(yīng)更應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范，注意實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)細(xì)節(jié)。教師作為示范者，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)肅對(duì)待物理實(shí)驗(yàn)，并認(rèn)真進(jìn)行自主探究實(shí)驗(yàn)。
物理來源于生活，而物理的概念來源于重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是物理研究的重要部分，是物理學(xué)的基礎(chǔ)。因此學(xué)校與教師應(yīng)該重視高中物理教學(xué)中的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，認(rèn)清物理教學(xué)的重要性，教師在不斷完善自身的物理實(shí)驗(yàn)操作專業(yè)水平的同時(shí)，應(yīng)幫助學(xué)生端正對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣和探究精神。
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（作者單位甘肅省慶陽市鎮(zhèn)原縣鎮(zhèn)原中學(xué)）。
物理傳感器論文篇四
進(jìn)入21世紀(jì)以來,科技力量在人類社會(huì)生活中的作用越來越重要,而科技力量的發(fā)揮關(guān)鍵在于人才.以往,我國眾多學(xué)科的教育,包括物理,大多采用傳統(tǒng)的“教”與“學(xué)”的教學(xué)方法,這種應(yīng)試教育的方法盡管在改革開放以來中國選拔人才中起到了一定的作用,但我們也越來越認(rèn)識(shí)到,這種方法在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才上仍然有很大的局限性.隨著改革開放進(jìn)程的發(fā)展,國外原本在工商管理、法律和醫(yī)學(xué)教學(xué)中采用的案例教學(xué)法得到了很大的推廣,流傳至我國,并取得了很大的'發(fā)展.本文就是根據(jù)這一情況,分析了案例教學(xué)法的背景和重要意義,及其在物理新課程教學(xué)中的應(yīng)用.并舉出一實(shí)例具體分析了案例教學(xué)法在物理教學(xué)中的應(yīng)用.最后,本人探討了該法在教學(xué)中的一些缺點(diǎn).
作者：許銘生作者單位：汕頭市澄海華僑中學(xué),廣東汕頭,515800刊名：中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊英文刊名：chinaeducationinnovationherald年，卷(期)：“”(6)分類號(hào)：g424關(guān)鍵詞：案例教學(xué)法物理新課程教學(xué)
物理傳感器論文篇五
微課作為新型的教學(xué)改革模式，是建立在傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上但又有所區(qū)別的，將微課運(yùn)用在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)中，它所具有的優(yōu)勢體現(xiàn)在這幾個(gè)方面，首先微課以小視頻的方式教學(xué)，在課堂上由于時(shí)間或其他因素，教師進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作可能存在一些小瑕疵，學(xué)生就不能很好去理解，教師在課前備課時(shí)就可以提前錄制教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)驗(yàn)視頻，讓學(xué)生多次觀察分析。并且基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理大多抽象復(fù)雜，難以理解，微課還可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，讓學(xué)生在教學(xué)網(wǎng)站上查看，合理利用資源，就算教師不在的時(shí)候，學(xué)生有什么問題也能觀看微課學(xué)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)課上，一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)案例就可以通過微課來展示，如在開設(shè)心臟體檢的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，分解為心臟的視診、觸診、叩診、聽診四個(gè)微課內(nèi)容，邊示范邊講解;近距離拍攝，避免了學(xué)生因?yàn)閲^而引起的視覺阻礙;教師講解的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐操作，正確的操作示范保證了學(xué)生操作的正確性?？焖賹W(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，就能留出更多的時(shí)間進(jìn)行反復(fù)多遍的練習(xí)。
5結(jié)語。
隨著教育技術(shù)的信息化發(fā)展，教學(xué)方法也也會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)化的模式進(jìn)行，采用多媒體將會(huì)是現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢，為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，就要跟上發(fā)展的步伐，適應(yīng)并熟悉運(yùn)用新的教學(xué)改革方法。隨著微課越來越廣泛的普及，使基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式向信息化的方向發(fā)展，微課是一種新型的教學(xué)模式，這種新穎、簡單、易懂的教學(xué)模式能吸引學(xué)生更快更積極地參與到學(xué)習(xí)中，并且轉(zhuǎn)變模式，不再是以被灌輸?shù)哪Ｊ剑亲约耗芩伎冀鉀Q問題，教師也從教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)，學(xué)生占主體地位。微課目前也正處于探索研究階段，研究怎樣將其引進(jìn)教學(xué)中，怎樣合理地在醫(yī)學(xué)教學(xué)中運(yùn)用到微課的教學(xué)方式，切記盲目的運(yùn)用微課教學(xué)模式，要有目的，明確制作內(nèi)容且與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的，不能脫離課堂，在教學(xué)的設(shè)計(jì)制作上要求教師加強(qiáng)操作能力，來提高微課運(yùn)用，為醫(yī)學(xué)教育提供優(yōu)質(zhì)資源。
物理傳感器論文篇六
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面出現(xiàn)了許多的新技術(shù)和應(yīng)用,對(duì)醫(yī)學(xué)教學(xué)產(chǎn)生了很大的影響。其中虛擬仿真技術(shù)是目前比較先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用,且獲得了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,特別是對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)的應(yīng)用,提高了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量,創(chuàng)新了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的情景模擬技術(shù),能夠讓用戶體驗(yàn)到一種身臨其境的感覺,實(shí)現(xiàn)和具體的情景接觸,產(chǎn)生一定的體驗(yàn),為實(shí)際的操作提供一定的基礎(chǔ)。
1虛擬仿真技術(shù)的概述。
虛擬仿真技術(shù)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興的科學(xué)技術(shù),是指利用多媒體技術(shù)的結(jié)合,創(chuàng)造形成一個(gè)有視覺、聽覺和觸覺的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境,讓用戶體驗(yàn)到一種身臨其境的感覺。在這個(gè)虛擬的環(huán)境中,用戶能夠感受到空間中客體的存在,也可以和虛擬空間中的客體進(jìn)行相關(guān)的互動(dòng),這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用,主要是加快用戶對(duì)相關(guān)知識(shí)的認(rèn)識(shí)效率。虛擬仿真技術(shù)涉及的方面比較多,主要包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)等,另外,還有計(jì)算機(jī)的圖像處理和模式的識(shí)別等,是現(xiàn)代仿真技術(shù)的有效發(fā)展和外延[1]。虛擬仿真技術(shù)的主要特點(diǎn)就是,讓用戶獲得真實(shí)的體驗(yàn),和虛構(gòu)的客體進(jìn)行交互,并產(chǎn)生一定的想象。在虛擬的空間中,實(shí)驗(yàn)人員可以進(jìn)行和現(xiàn)實(shí)世界中同樣的活動(dòng)和實(shí)驗(yàn),而且受到的外界影響因素比較小,實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的效果也更好一些。特別是在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,能夠有效的提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,因此,虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用具有重要的意義。
物理傳感器論文篇七
摘要：電力資源作為社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展的基礎(chǔ)能源,其系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性,對(duì)人們的正常供電需求有著直接的影響。為此,在電力系統(tǒng)中安裝新型的電子傳感器,不僅可以提升供電網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)能力,還可以利用自動(dòng)監(jiān)測功能,為系統(tǒng)的控制提供更加精確、全面的數(shù)據(jù)支持。
關(guān)鍵詞：電子傳感器;自動(dòng)監(jiān)測;數(shù)據(jù)支持;。
電力系統(tǒng)的監(jiān)測工作主要是指通過電子傳感器感應(yīng)設(shè)備、巡查人員檢測等方式對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管,降低安全隱患。電子感應(yīng)設(shè)備通過自動(dòng)化的檢測、控制,可以在提升風(fēng)險(xiǎn)管理專業(yè)化水平的同時(shí),實(shí)現(xiàn)電力資源的合理配置,具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
物理傳感器論文篇八
摘要：信息技術(shù)的飛速發(fā)展帶來教學(xué)的新突破，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為化學(xué)教學(xué)的重要部分，引入多媒體技術(shù)對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)可見度，降低實(shí)驗(yàn)的危害性，使化學(xué)概念抽象形象化，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力以及豐富學(xué)生實(shí)驗(yàn)知識(shí)均起著至關(guān)重要的作用。
關(guān)鍵詞：多媒體教學(xué)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；直觀。
信息化社會(huì)是人類社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果，是人類文明史上的又一次飛躍。從工業(yè)生產(chǎn)中悄然興起的信息技術(shù)不斷潛入到教育科學(xué)領(lǐng)域，成為教育教學(xué)工作的又一重要手段?；瘜W(xué)教學(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，對(duì)現(xiàn)代信息技術(shù)有著更大的依賴性。電教媒體這一技術(shù)似一縷微風(fēng)給化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來新鮮氣息，解決了傳統(tǒng)教學(xué)中的種種難題，起到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生興趣的作用。
一、多媒體教學(xué)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
興趣是成功的基礎(chǔ)，是推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的強(qiáng)大動(dòng)力。傳統(tǒng)的`教學(xué)方式雖然在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提供了一定的趣味性，但有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)因其過程復(fù)雜，現(xiàn)象不顯，安全性差使得實(shí)驗(yàn)操作很難執(zhí)行，造成好多實(shí)驗(yàn)無法完成，阻礙了教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)行，而此時(shí)多媒體教學(xué)的引入克服了這些缺點(diǎn)，使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)更直觀更形象更易于接受，這種教學(xué)方式因其操作靈活簡便，內(nèi)容豐富激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、多媒體教學(xué)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可見度。
演示實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)基本操作技能的最有效的途徑，對(duì)于提高學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性和參與程度有很大的作用，因而演示實(shí)驗(yàn)要真正起到演示作用，提高實(shí)驗(yàn)的可見度至關(guān)重要。傳統(tǒng)的教學(xué)方法一般采用放大實(shí)驗(yàn)儀器，抬高實(shí)驗(yàn)裝置，增加實(shí)驗(yàn)藥品用量以及巡回演示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法，然而實(shí)驗(yàn)儀器放大是有限的，而其他操作方法浪費(fèi)藥品又浪費(fèi)時(shí)間，且有些現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)瞬間難以觀察，以致影響教學(xué)效果，而多媒體技術(shù)的引用克服了上述缺陷，提高了演示實(shí)驗(yàn)的效果，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的可見度，又能達(dá)到預(yù)期的目的。
三、多媒體教學(xué)降低實(shí)驗(yàn)的危害性。
許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有危險(xiǎn)性，如果操作不當(dāng)，就有可能發(fā)生意外事故，在課堂上難以完成實(shí)驗(yàn)演示，因此傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些錯(cuò)誤操作只能靠教師講解其錯(cuò)誤的原因，以及錯(cuò)誤操作可能帶來的危害，卻不能用實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)來證明，否則會(huì)造成危險(xiǎn)。而多媒體技術(shù)的引入，既保證學(xué)生的安全又保護(hù)環(huán)境，還達(dá)到良好的教學(xué)效果。同時(shí)可以對(duì)實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤操作引起的危害進(jìn)行真實(shí)再現(xiàn)，引起學(xué)生重視，幫助學(xué)生掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作步驟和操作技能。
四、多媒體教學(xué)使實(shí)驗(yàn)概念抽象形象化。
在中學(xué)化學(xué)階段，有的概念是以實(shí)驗(yàn)為主線的。學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中，往往重視了概念的記憶輕視了概念的正確理解，因而對(duì)于以實(shí)驗(yàn)為主線的概念教學(xué)，教師必須把握現(xiàn)代教育手段的應(yīng)用，利用多媒體技術(shù)變抽象為形象，在實(shí)驗(yàn)中做到聲音，圖像，模擬實(shí)驗(yàn)與演示的有機(jī)結(jié)合，加深理解形成概念，優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
例如，可利用多媒體模擬烯烴或炔烴的加聚反應(yīng)過程，通過動(dòng)畫模擬斷鍵過程和成鍵方式來加深對(duì)加聚反應(yīng)的掌握。再比如對(duì)于一些化工生產(chǎn)過程，接觸法制硫酸等，用多媒體計(jì)算機(jī)可形象逼真地實(shí)現(xiàn)每一步生產(chǎn)過程，強(qiáng)化記憶。
五、多媒體教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)造力。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展提出要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，讓學(xué)生參與到自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中來。而多媒體技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中起到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)知識(shí)和操作技能的演示教學(xué)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力，解決問題的能力，相互協(xié)作的能力和創(chuàng)造能力。在多媒體教學(xué)“實(shí)驗(yàn)室”中讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中暢游發(fā)揮各自的才能，去探索化學(xué)世界。例如：物質(zhì)的鑒別，通過多媒體實(shí)驗(yàn)室提供學(xué)生所需的試劑，由學(xué)生選擇各種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并加以判斷，計(jì)算機(jī)對(duì)各種方法所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象都會(huì)模擬，并正確判斷加以提示，有利于鞏固知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。
六、多媒體教學(xué)使實(shí)驗(yàn)知識(shí)豐富化。
電教媒體的大信息，大容量，省時(shí)，省力的優(yōu)勢是傳統(tǒng)的教學(xué)手段所無法比擬的?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)內(nèi)容豐富，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)時(shí)間是有限的，要讓學(xué)生在有效的時(shí)間盡可能地獲得較多的信息，多媒體是最有效的手段。
總之，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要手段，對(duì)幫助學(xué)生更好地接受和掌握化學(xué)知識(shí)有著至關(guān)重要的作用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入多媒體技術(shù)豐富了化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使原來難以操作或者無法操作的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)其可操作性，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)更直觀更形象。同時(shí)教師可以根據(jù)教學(xué)需要，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化組合，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，從而使多媒體技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮其作用。
物理傳感器論文篇九
信息技術(shù)是用于處理信息、管理信息所采納的科學(xué)技術(shù)的總的稱謂，簡稱it。其定義根據(jù)所應(yīng)用的領(lǐng)域、層次及目標(biāo)的不同而具有多種不同的表達(dá)。此文所指的信息技術(shù)是在教育教學(xué)過程中所應(yīng)用到的信息技術(shù)，是學(xué)生及教師在獲取信息、管理信息、使用和傳播信息的過程中，為了提高學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量所用到的以各種以計(jì)算機(jī)和多媒體設(shè)備為核心的信息技術(shù)。物理是自然科學(xué)學(xué)科中最為精密的一門學(xué)科。學(xué)生對(duì)大多數(shù)物理知識(shí)規(guī)律的認(rèn)識(shí)都需要通過具體的實(shí)驗(yàn)或是借助日常生活中的經(jīng)驗(yàn)來理解，在物理教學(xué)中，讓學(xué)生親自參與到實(shí)驗(yàn)中去學(xué)習(xí)總結(jié)物理規(guī)律或是教師借助課堂時(shí)間演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解認(rèn)知物理規(guī)律，可以使物理知識(shí)更加容易地被學(xué)生接受；讓學(xué)生從聽實(shí)驗(yàn)方法、看實(shí)驗(yàn)過程、記實(shí)驗(yàn)結(jié)果的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變成親身體驗(yàn)、動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的合作自主探究的學(xué)習(xí)方式，促使學(xué)生參與到學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂趣，提高學(xué)習(xí)物理的積極性，并且還培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手操作實(shí)踐能力，對(duì)學(xué)生全方位素質(zhì)發(fā)展具有深刻長遠(yuǎn)的影響。
在初中階段，物理課堂教學(xué)多以演示實(shí)驗(yàn)的形式讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)物理概念和規(guī)律，并讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)規(guī)律來加深對(duì)知識(shí)的理解。對(duì)于初中生來說，他們剛接觸到物理，這一階段的學(xué)生思維活躍，好奇心求知欲強(qiáng)，愛動(dòng)，具有一定的抽象思維能力，但是還需要借助具體的事物支持，讓學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)既可激發(fā)其學(xué)習(xí)物理的積極性，又可引導(dǎo)學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的人生態(tài)度與價(jià)值觀。
《分子熱運(yùn)動(dòng)》是人教版初中三年級(jí)的物理知識(shí)，其中包含了分子的擴(kuò)散現(xiàn)象、分子動(dòng)理論、分子間的相互作用力等內(nèi)容[1]。微觀世界的分子較為抽象，而初中生的抽象思維能力又比較弱，所以在教學(xué)過程中，教師為了讓學(xué)生更深刻地了解微觀世界的分子，盡可能通過教學(xué)媒介將微觀世界中的分子直觀地表達(dá)在學(xué)生面前。課堂程序如下：
2回顧及拓展。
2.1知識(shí)回顧。
首先，課堂教學(xué)的第一個(gè)環(huán)節(jié)回顧物質(zhì)的構(gòu)成，那么分子的講解可以利用多媒體把分子以圖片的形式展示在學(xué)生面前，構(gòu)建物理模型，由抽象到具體，微觀到宏觀，幫助學(xué)生清晰的認(rèn)識(shí)到物質(zhì)是由分子組成。圖1為分子模型。
2.2創(chuàng)設(shè)情境，引入新課。
在分子的擴(kuò)散現(xiàn)象這一內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)的方式可以讓學(xué)生更容易理解掌握。但一節(jié)課只有有限的45分鐘，那么，用多媒體播放實(shí)驗(yàn)錄像就打破了課堂上對(duì)時(shí)間的限制，增大了課堂容量，讓結(jié)論更加清晰易懂。而且運(yùn)用flash動(dòng)畫可以讓學(xué)生全方位的更加清晰的看到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，照顧到每位學(xué)生，使學(xué)生更易理解，且印象深刻，而且節(jié)約課堂有限的時(shí)間，豐富學(xué)生知識(shí)，增加課堂容量。例如講解硫酸銅和水的擴(kuò)散現(xiàn)象，如圖2所示最左邊的圖中沉在量筒下部的.是密度比水大的硫酸銅溶液，與水有一個(gè)非常清晰的界面，放置一段時(shí)間就會(huì)發(fā)現(xiàn)這兩種溶液混合均勻，這段時(shí)間比較長，若在課堂演示此實(shí)驗(yàn)，在寶貴的45分鐘課堂時(shí)間肯定不能觀察出明顯的硫酸銅和水的擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。利用多媒體播放記錄硫酸銅和水的擴(kuò)散現(xiàn)象的圖片，將物理現(xiàn)象更加直觀的展現(xiàn)在學(xué)生面前，打破了課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí)間的局限性。
在高中階段，有許多的實(shí)驗(yàn)原理比較抽象，理解起來較為困難，還因?yàn)楦鞣N客觀條件的限制，許多物理實(shí)驗(yàn)都無法嚴(yán)格地按照新課標(biāo)的要求來進(jìn)行，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果較差，而且高中階段學(xué)習(xí)比較緊張，傳統(tǒng)的教學(xué)中學(xué)生對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果的認(rèn)識(shí)，還是通過教師、課本所得，學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)識(shí)并不深刻[2]。合理利用信息技術(shù)在很大程度上可以滿足這一階段的教學(xué)需求，不僅可以節(jié)約時(shí)間優(yōu)化教學(xué)，還能提高教學(xué)效率，提升教學(xué)質(zhì)量。
高中物理實(shí)驗(yàn)的研究內(nèi)容范圍較廣，例如宏觀的宇宙天體，微觀的基本粒子均有涉及，而這些物理實(shí)驗(yàn)都是不能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得以實(shí)現(xiàn)的，還有一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備只有研究實(shí)驗(yàn)室才有。但運(yùn)用3dsmax和flash等軟件對(duì)難以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多媒體動(dòng)畫模擬，例如地球人造衛(wèi)星運(yùn)行的場景模擬(如圖3)，核裂變的動(dòng)畫模擬(如圖4)，可使學(xué)生對(duì)這些物理事實(shí)有初步的了解，激發(fā)學(xué)生對(duì)宇宙的好奇心和探究宇宙奧妙的積極性。
本科階段實(shí)驗(yàn)大多為驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，所以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理非常重要，需要細(xì)心，耐心，實(shí)事求是的精神；學(xué)生通過操作一些實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并加以處理分析，總結(jié)得出結(jié)論，鞏固和加深對(duì)理論知識(shí)的理解的同時(shí)又培養(yǎng)了觀察分析問題、動(dòng)手操作能力與科研能力[3]。
近代大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析和數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和科學(xué)性是實(shí)驗(yàn)是否成功的關(guān)鍵。以密里根油滴實(shí)驗(yàn)為例，其采用了反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)法測量了10個(gè)油滴分別上升下降2mm的運(yùn)動(dòng)各10次，得出大量的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)的處理又非常繁瑣且易出錯(cuò)[4]。若采用人工計(jì)算，耗時(shí)又極易出現(xiàn)錯(cuò)誤。為解決以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理問題，實(shí)驗(yàn)中采用visualbasic6.0編程設(shè)計(jì)的密里根油滴數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，通過vb內(nèi)部程序操縱excel應(yīng)用程序，運(yùn)用activex技術(shù)調(diào)用excel，實(shí)驗(yàn)效率得到大幅度提高。如圖5所示為密里根油滴實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理界面。系統(tǒng)通過應(yīng)用程序快速準(zhǔn)確的對(duì)錄入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，減少手工計(jì)算的繁瑣程序，而且節(jié)約時(shí)間降低了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。
5信息技術(shù)和物理實(shí)驗(yàn)有效結(jié)合的過程中需要注意的問題。
物理對(duì)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、真實(shí)性都有很高的要求，信息技術(shù)的應(yīng)用的前提就是要符合物理學(xué)科精確、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn)；雖然多媒體課件演示實(shí)驗(yàn)可以節(jié)省課堂時(shí)間，但是不能代替實(shí)驗(yàn)操作，要注重學(xué)生的實(shí)踐能力，盡可能讓學(xué)生動(dòng)手操作；信息技術(shù)只是用來輔導(dǎo)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的工具，使實(shí)驗(yàn)進(jìn)展更加順利，不能本末倒置[5]。促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展是將信息技術(shù)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的最終目的，但學(xué)生自身存在個(gè)體差異性，在課堂上，信息技術(shù)的引入要注意學(xué)生的年齡與心理特征等；每個(gè)學(xué)生的接受能力不同，所以還要注意適當(dāng)?shù)乃俣炔⑴湟灾v解，照顧到每位同學(xué)。
6總結(jié)與展望。
近年來，隨著社會(huì)的進(jìn)步，我國國力的不斷壯大，教育領(lǐng)域得到快速發(fā)展，科技的進(jìn)步使教育趨于信息化發(fā)展。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究精神，使課堂容量得以擴(kuò)大，現(xiàn)代信息技術(shù)豐富了教師的教學(xué)模式和信息資源，提高了教師的專業(yè)素養(yǎng)，進(jìn)一步提高了教師課堂教學(xué)的質(zhì)量和學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效率[6]。信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一定會(huì)有更加廣闊的發(fā)展前景，在不久的未來，物理教學(xué)將會(huì)全面朝著素質(zhì)教學(xué)方向前進(jìn)，信息技術(shù)將會(huì)更加全面先進(jìn)，將會(huì)探索出更多更有效的教學(xué)方式，優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)過程，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，培養(yǎng)科技型人才，為國家的快速發(fā)展培養(yǎng)后備力量。
參考文獻(xiàn)：
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物理傳感器論文篇十
摘要:直觀教學(xué)法在各個(gè)學(xué)科都已得到一定的推廣,在新課程《生物學(xué)》的教學(xué)中更是必不可少。所謂直觀教學(xué)法就是在教學(xué)中以親身實(shí)踐或以具體事物、現(xiàn)象,以及事物現(xiàn)象的逼真描繪來激起學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),獲得生動(dòng)表象,從而促進(jìn)對(duì)知識(shí)比較全面、深刻和理解的教學(xué)過程。它主要包括:實(shí)物直觀、模像直觀、言語直觀三方面。
關(guān)鍵詞:實(shí)物直觀,模像直觀,言語直觀。
在新課程《生物學(xué)》的教學(xué)中,運(yùn)用直觀教學(xué)法不僅可以幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容,而且還可以提高教學(xué)效率和質(zhì)量。因此,每位生物教師都應(yīng)根據(jù)自己在教學(xué)中的實(shí)際情況,選擇運(yùn)用恰當(dāng)?shù)闹庇^教學(xué)手段,以便使直觀教學(xué)法能更充分更合理的指導(dǎo)教學(xué)。
一、實(shí)物直觀:。
利用活體進(jìn)行教學(xué)的形式叫實(shí)物直觀。利用活體教學(xué)能真實(shí)的反應(yīng)出生物的結(jié)構(gòu),生命現(xiàn)象及活動(dòng)規(guī)律。
例如:在學(xué)習(xí)“花的結(jié)構(gòu)”這部分內(nèi)容時(shí),不妨可將學(xué)生分成若干個(gè)小組,然后讓每個(gè)小組在課前準(zhǔn)備一朵月季花。在上課時(shí),首先讓學(xué)生結(jié)合課本仔細(xì)觀察,然后再歸納出花的各部分結(jié)構(gòu)。
再如:在學(xué)習(xí)“單細(xì)胞生物的結(jié)構(gòu)和生活”時(shí),可提前準(zhǔn)備一些草履蟲培養(yǎng)液。在上課時(shí),首先讓學(xué)生在顯微鏡下觀察草履蟲的形態(tài)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)情況,然后再結(jié)合課本上的插圖,認(rèn)識(shí)各部分的結(jié)構(gòu)和功能。
通過實(shí)物直觀這種教學(xué)方法,能夠讓學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上,獲得比較生動(dòng)具體的表象,從而提高學(xué)生接受新知識(shí)的能力。
二、模像直觀:。
利用制作的教具進(jìn)行教學(xué)的直觀形式叫模像直觀。它主要包括:掛圖(或模型)和電化教學(xué)兩個(gè)方面。
1、掛圖(或模型):。
掛圖(或模型)是生物教學(xué)中最為常見的直觀教學(xué)形式。它最大的優(yōu)點(diǎn):能將實(shí)物“放大或縮小”,最終讓學(xué)生更清楚的認(rèn)識(shí)生物知識(shí)。
例如:它可以把細(xì)胞放大,還可以把巨大的生態(tài)系統(tǒng)縮小。最終使學(xué)生既能掌握微觀的生物知識(shí),又能掌握宏觀的生物知識(shí)。
此外,掛圖或模型還具有很強(qiáng)的典型性:它能將復(fù)雜的生物結(jié)構(gòu)用最簡單的形式表現(xiàn)出來。這樣,可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)“少走彎路”,直接抓住事物的本質(zhì)規(guī)律。
但正因?yàn)閽靾D或模型具有一定的典型性,又使它暴露出一定的局限性:它畢竟不是真實(shí)的`生物體。我們看到的是“理想化”、“簡化”的生物模式圖,在某種程度上,可以說,它已不再具有真實(shí)性。因此在教學(xué)中,一定要注意與實(shí)物的結(jié)合。
2、電化教學(xué):。
電化教學(xué)是指運(yùn)用現(xiàn)代化的電器設(shè)備進(jìn)行教學(xué)的直觀形式。它的種類比較多,主要包括:錄像教學(xué)和多媒體教學(xué)。
a、錄像教學(xué):現(xiàn)在錄像教學(xué)已在每個(gè)學(xué)校得到推廣應(yīng)用。運(yùn)用錄像教學(xué)可以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。運(yùn)用錄像教學(xué)還可以不受時(shí)間空間的限制,完成一些常規(guī)課堂無法完成的教學(xué)任務(wù),并且可以重復(fù)使用。
例如:在學(xué)習(xí)“螞蟻的通訊”時(shí),由于內(nèi)容的特殊性,學(xué)生不可能在課堂上做實(shí)驗(yàn)研究“螞蟻的通訊”。因此可先播放與此有關(guān)的錄像。這樣可以讓學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)有更為直觀的認(rèn)識(shí),從而為他們在課下親自探究奠定良好的基礎(chǔ)。
我們在運(yùn)用錄像教學(xué)時(shí),一定要注意講授與播放錄像相結(jié)合。若“只看不講”,對(duì)學(xué)生來說,只能形成短暫的表象,只有及時(shí)地用語言來鞏固,才會(huì)留下深刻的印象。
b、多媒體教學(xué):多媒體是一種現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備。目前,大部分學(xué)校都安裝有這種設(shè)備。該設(shè)備集展臺(tái)、電腦、投影等設(shè)備為一身,兼有傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代化教學(xué)的所有設(shè)備。
在過去的十幾年內(nèi),運(yùn)用錄像進(jìn)行教學(xué)也許比較時(shí)尚,但現(xiàn)在看起來,已經(jīng)落伍了,隨著科技的進(jìn)步,取而代之的是一種嶄新的教學(xué)設(shè)備----多媒體教學(xué)系統(tǒng)。運(yùn)用這套系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)有著無可比擬的優(yōu)勢。
從小的方面說,它能使教師在教學(xué)時(shí),完全不必為“粉筆沫”煩惱,也不必為嗓子的沙啞所擔(dān)憂。教師可在備課時(shí)制作一個(gè)電子課件,將板書輸入微機(jī)。上課時(shí)只需用鼠標(biāo)輕輕一點(diǎn),即可把教學(xué)內(nèi)容展示出來。另外,教師在上課時(shí),可佩戴無線麥克風(fēng),只要用平時(shí)說話的聲音,就足以讓所有的學(xué)生聽清楚。整個(gè)課堂不像老師在給學(xué)生講課,倒像是師生間的親切對(duì)話。此外屏幕上不斷變化的畫面及優(yōu)美的伴音,更能使學(xué)生的有效注意時(shí)間增長。
從大的方面說,運(yùn)用多媒體進(jìn)行教學(xué),還能完成傳統(tǒng)教學(xué)難以完成的教學(xué)任務(wù)。例如:在學(xué)習(xí)“血液循環(huán)的途徑”與“尿的形成”這些內(nèi)容時(shí),根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求,需要學(xué)生能夠概述出血液循環(huán)的途徑及尿的形成過程。要用傳統(tǒng)的講授法或掛圖來描述這樣一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過程是十分困難的。若用多媒體進(jìn)行教學(xué),這個(gè)問題便迎刃而解。教師可將這部分內(nèi)容制成動(dòng)畫課件。當(dāng)講的時(shí)候,可讓學(xué)生反復(fù)觀看這個(gè)動(dòng)畫,而教師只需在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候補(bǔ)充幾句就夠了。從學(xué)生反應(yīng)來看,其掌握的效果還是不錯(cuò)的。
實(shí)踐證明:運(yùn)用這套設(shè)備進(jìn)行教學(xué),只要教室足夠大,至少可容納100多個(gè)學(xué)生同時(shí)聽課。與傳統(tǒng)的教學(xué)相比,用一節(jié)課的時(shí)間至少可完成兩倍的教學(xué)任務(wù)。
多媒體是一種先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備,在應(yīng)用時(shí),就需要教師具備一定的能力,尤其是多媒體操作及計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面的能力。此外,還要能利用powerpoint、authorware及flash等軟件來制作課件。只有具備了這些能力,才能熟練應(yīng)用多媒體。
三、言語直觀:。
利用語言或板書進(jìn)行教學(xué)的形式叫言語直觀。語言或板書是生物教學(xué)中最基本的教學(xué)直觀形式,也是教師的基本功。
1、語言:。
語言直觀主要包括兩方面的含義:一是語言的形象化;一是語言與其它教具的結(jié)合。
形象化的語言要求在保持科學(xué)性思想性統(tǒng)一的基礎(chǔ)上,做到生動(dòng)有趣、化淺為深、化抽象為形象。例如:在學(xué)習(xí)“心臟的結(jié)構(gòu)和功能”部分內(nèi)容時(shí),需要學(xué)生去記憶心臟的四個(gè)腔的位置,部分學(xué)生往往記不清“心房”與“心室”的位置,我們就可以打比方:上面的是“房子”,下面的是“地下室”;再比如說:要描述“人每天形成的原尿約有150升”時(shí),就可以說“大約相當(dāng)于兩個(gè)成年人的體重”
形象化的語言還需要輔助手勢、表情等。這樣會(huì)使內(nèi)容更生動(dòng),更能增加直觀的效果。
此外還應(yīng)注意語言與教具的結(jié)合,這也是教師的基本功,在這里不再多說。
2、板書:。
板書也是一種語言文字的直觀形式。板書的形式有多種多樣,教學(xué)時(shí)可根據(jù)不同的情況靈活運(yùn)用。其中最常用的是提綱式,這種形式適用的范圍比較廣,也比較容易掌握。此外還有問題式、列表式等。例如:在學(xué)習(xí)“合理營養(yǎng)”或“血量與輸血”時(shí)可采用問題式;在學(xué)習(xí)“花的結(jié)構(gòu)”或“生態(tài)系統(tǒng)的組成”時(shí),可采用列表式。
在教學(xué)過程中,往往需要將幾種板書形式綜合應(yīng)用,這樣效果會(huì)更好一些。
我們在運(yùn)用直觀教學(xué)法時(shí),還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):。
1、課前應(yīng)作好充分的準(zhǔn)備工作。
2、應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生的特點(diǎn),恰當(dāng)?shù)剡x用直觀手段,防止為了直觀而直觀,同時(shí)避免直觀的庸俗化。
3、注意直觀教具與教師語言相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生觀察思考、合作探究,培養(yǎng)學(xué)生的抽象概括能力和語言表達(dá)能力。
4、注意避免直觀可能產(chǎn)生的消極影響(如只重視感性認(rèn)識(shí)而不重視理性認(rèn)識(shí))。
直觀在新課程的生物教學(xué)中是必不可少的,其手段也是多種多樣的。希望教師能根據(jù)自己的實(shí)際情況靈活運(yùn)用,以便更好的指導(dǎo)教學(xué)。
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物理傳感器論文篇十一
時(shí)代在進(jìn)步，教育在改革，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的覆蓋，為了跟上時(shí)代的變遷，培養(yǎng)創(chuàng)新性人才，教學(xué)模式也在不斷改變。微課的出現(xiàn)就是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，它是將學(xué)習(xí)內(nèi)容引進(jìn)視頻，通過視頻的方式完成教與學(xué)的過程，可謂是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的顛覆，不過其中也包括了重難點(diǎn)的解析及課后反思等。
2微課的概念及特點(diǎn)。
微課是教師在課堂內(nèi)外教育教學(xué)中圍繞重要知識(shí)點(diǎn)，視頻教學(xué)是微課的核心組成內(nèi)容。與傳統(tǒng)教學(xué)的視頻資料不同，微課還包涵與教學(xué)主題有關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、素材、課件、反思、測試、評(píng)價(jià)等輔助性教學(xué)資源。所以微課既是區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)資源的教學(xué)模式，又是在其基礎(chǔ)上繼承發(fā)展起的新型教學(xué)模式。微課所具有的特點(diǎn)是教學(xué)時(shí)間短，教學(xué)內(nèi)容少，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，能提高學(xué)習(xí)效率。相對(duì)于傳統(tǒng)的課堂來說，微課采用的視頻為主的教學(xué)模式，教師不再只擔(dān)任講授的角色，更多轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)角色;學(xué)生也由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探究。微課的主體突出、內(nèi)容具體，研究的問題來源于教育教學(xué)實(shí)踐的具體問題，每堂課都會(huì)根據(jù)其知識(shí)點(diǎn)和核心內(nèi)容教學(xué)，主題明確，教學(xué)目標(biāo)單一，內(nèi)容精簡，知識(shí)點(diǎn)針對(duì)性強(qiáng)，研究內(nèi)容易表達(dá)，也易理解。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)理論教學(xué)的補(bǔ)充，實(shí)驗(yàn)也是很好檢驗(yàn)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際操作能力，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是醫(yī)學(xué)中的關(guān)鍵，醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展對(duì)醫(yī)學(xué)的進(jìn)步起著重要作用，實(shí)驗(yàn)的教學(xué)的目的除了進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)已掌握的理論知識(shí)的理解，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的強(qiáng)化，也是對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的鍛煉。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)中占重要地位，醫(yī)學(xué)教育質(zhì)量也跟基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)掛鉤，所以在對(duì)實(shí)驗(yàn)的.教學(xué)中要深化實(shí)驗(yàn)教育改革，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。目前我國的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育存在著一些問題，在教學(xué)中都是以傳授知識(shí)為主，沒有傳授獲取的方法，通常都是以教師灌輸?shù)姆绞?，學(xué)生在學(xué)習(xí)中比較被動(dòng)，缺少自己思考創(chuàng)新。特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如果一昧的重復(fù)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)只會(huì)使學(xué)生覺得枯燥，所以要注意對(duì)實(shí)驗(yàn)的合理安排。醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為了使學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的深入理解，并且能夠?qū)W習(xí)基本技能和實(shí)際操作方法。
物理傳感器論文篇十二
根據(jù)上面的原理可知，基于stewart結(jié)構(gòu)的六維力傳感每一個(gè)支路如果只受到拉壓方向的力，則測量的結(jié)果將比較準(zhǔn)確，如果有耦合力進(jìn)入該支路傳感器，則由于耦合的影響，傳感器的精度會(huì)降低，并且耦合因素是降低傳感器精度的一個(gè)重要原因，因此，就需要設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)將耦合應(yīng)力影響降到最小，從而提高測量精度。本文在結(jié)構(gòu)解耦設(shè)計(jì)上，主要在2個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn):一是盡量減少耦合力的引入;另一方面是盡量提高結(jié)構(gòu)的抗耦合能力。
1．1支路去耦結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
傳感器維間耦合的產(chǎn)生是在主測量載荷作用時(shí)會(huì)伴隨著非測量方向載荷的干擾影響。根據(jù)stewart六維力傳感器的特點(diǎn)與工作原理，傳感器耦合形式主要是各支路傳感器會(huì)受到額外的彎曲和沿軸線的扭轉(zhuǎn)作用。對(duì)此，本文設(shè)計(jì)了一種支路傳感器去耦結(jié)構(gòu)可以很好地減小耦合扭曲、彎曲的影響。它由球頭球窩組件、十字槽鏈接桿部件等部分構(gòu)成，如圖2所示。設(shè)計(jì)思路如下:1)將傳統(tǒng)的球鉸面接觸改為錐頭球窩的點(diǎn)接觸，連接桿一端為錐狀半球型，套入在半球形的窩中，基本實(shí)現(xiàn)點(diǎn)接觸，這樣，在對(duì)傳感器施加力時(shí)，力比較集中，大大減小了雜散力的影響，提高了載荷傳遞的穩(wěn)定性，并且通過接觸面的減小降低了耦合影響。2)在連接桿上加工可等效為彈性鉸鏈的正交十字槽結(jié)構(gòu)，當(dāng)有彎曲力矩施加到支路傳感器上時(shí)，由于有彈性鉸鏈效應(yīng)，彎曲力矩的影響將會(huì)大大減小，使得力傳遞基本上按照設(shè)計(jì)的方向進(jìn)行，力的傳遞越集中，傳感器的精度就越高。
物理傳感器論文篇十三
傳感器應(yīng)用極其廣泛，而且種類繁多，涉及的學(xué)科也很多，通過對(duì)傳感器的學(xué)習(xí)讓我基本了解了傳感器的基本概念及傳感器的靜、動(dòng)態(tài)特性電阻式、電容式、電感式、壓電式、熱電式、磁敏式、光電式傳感器與光纖傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用。傳感器的特性主要是指輸出入輸入之間的關(guān)系。當(dāng)輸入量為常量或變化很慢時(shí)，其關(guān)系為靜態(tài)特性。當(dāng)輸入量隨時(shí)間變換較快時(shí)，其關(guān)系為動(dòng)態(tài)特性。
前者就能推定后者。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。
傳感器的作用主要是感受和響應(yīng)規(guī)定的被測量，并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成有用輸出，特別是完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換。傳感器的組成并無嚴(yán)格的規(guī)定。一般說來，可以把傳感器看做由敏感元件（有時(shí)又稱為預(yù)變換器）和變換元件（有時(shí)又稱為變換器）兩部分組成，。
敏感元件。
在具體實(shí)現(xiàn)非電量到電量的變換時(shí)，并非所有的非電量都能利用現(xiàn)有的技術(shù)手段直接變換為電量，有些必須進(jìn)行預(yù)變換，即先將待測的非電量變?yōu)橐子谵D(zhuǎn)換成電量的另一種非電量。這種能完成預(yù)變換的器件稱為敏感元件。
變換器。
能將感受到的非電量變換為電量的器件稱為變換器，例如，可以將位移量直接變換為電容、電阻及電感的電容變換器、電阻變換器及電感變換器，能直接把溫度變換為電勢的熱電偶變換器。顯然，變換器是傳感器不可缺少的重要組成部分。
在實(shí)際情況中，由于有一些敏感元件直接就可以輸出變換后的電信號(hào)，而一些傳感器又不包括敏感元件在內(nèi)，因此常常無法將敏感元件與變換器加以嚴(yán)格區(qū)別。
通過本學(xué)期的學(xué)習(xí)讓我了解在實(shí)際使用中對(duì)傳感器的選擇的要。
求如下：1、根據(jù)測量對(duì)象與測量環(huán)境確定傳感器的類型。
要進(jìn)行—個(gè)具體的測量工作,首先要考慮采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定.因?yàn)?即使是測量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,哪一種原理的傳感器更為合適,則需要根據(jù)被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題:量程的大小;被測位置對(duì)傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號(hào)的引出方法,有線或是非接觸測量;傳感器的來源,國產(chǎn)還是進(jìn)口,價(jià)格能否承受,還是自行研制.
在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體性能指針.
2、靈敏度的選擇。
量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大,有利于信號(hào)處理.但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入,也會(huì)被放大系統(tǒng)放大,影響測量精度.因此,要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,盡員減少從外界引入的廠擾信號(hào).
傳感器的靈敏度是有方向性的.當(dāng)被測量是單向量,而且對(duì)其方向性要求較高,則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好.
3、頻率響應(yīng)特性。
傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件,實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲,希望延遲時(shí)間越短越好.
傳感器的頻率響應(yīng)高,可測的信號(hào)頻率范圍就寬,而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響,機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大,因有頻率低的傳感器可測信號(hào)的頻率較低.
在動(dòng)態(tài)測量中,應(yīng)根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性,以免產(chǎn)生過火的誤差.
4、線性范圍。
物理傳感器論文篇十四
1微型化（micro）。
為了能夠與信息時(shí)代信息量激增、要求捕獲和處理信息的能力日益增強(qiáng)的技術(shù)發(fā)展趨勢保持一致，對(duì)于傳感器性能指標(biāo)（包括精確性、可靠性、靈敏性等）的要求越來越嚴(yán)格；與此同時(shí)，傳感器系統(tǒng)的操作友好性亦被提上了議事日程，因此還要求傳感器必須配有標(biāo)準(zhǔn)的輸出模式；而傳統(tǒng)的大體積弱功能傳感器往往很難滿足上述要求，所以它們已逐步被各種不同類型的高性能微型傳感器所取代；后者主要由硅材料構(gòu)成，具有體積小、重量輕、反應(yīng)快、靈敏度高以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。
目前，幾乎所有的傳感器都在由傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化生產(chǎn)設(shè)計(jì)向基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（cad）的模擬式工程化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變，從而使設(shè)計(jì)者們能夠在較短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出低成本、高性能的新型系統(tǒng)，這種設(shè)計(jì)手段的巨大轉(zhuǎn)變在很大程度上推動(dòng)著傳感器系統(tǒng)以更快的速度向著能夠滿足科技發(fā)展需求的微型化的方向發(fā)展。
對(duì)于微機(jī)電系統(tǒng)（mems）的研究工作始于20世紀(jì)60年代，其研究范疇涉及材料科學(xué)、機(jī)械控制、加工與封裝工藝、電子技術(shù)以及傳感器和執(zhí)行器等多種學(xué)科，是一個(gè)極具前景的新興研究領(lǐng)域。mems的核心技術(shù)是研究微電子與微機(jī)械加工與封裝技術(shù)的巧妙結(jié)合，期望能夠由此而制造出體積小巧但功能強(qiáng)大的新型系統(tǒng)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，尤其最近十多年的研究與發(fā)展，mems技術(shù)已經(jīng)顯示出了巨大的生命力，此項(xiàng)技術(shù)的有效采用將信息系統(tǒng)的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一個(gè)新的高度。在當(dāng)前技術(shù)水平下，微切削加工技術(shù)已經(jīng)可以生產(chǎn)出來具有不同層次的3d微型結(jié)構(gòu)，從而可以生產(chǎn)出體積非常微小的微型傳感器敏感元件，象毒氣傳感器、離子傳感器、光電探測器這樣的以硅為主要構(gòu)成材料的傳感/探測器都裝有極好的敏感元件[1]，[2]。目前，這一類元器件已作為微型傳感器的主要敏感元件被廣泛應(yīng)用于不同的研究領(lǐng)域中。
2智能化（smart）。
智能化傳感器（smartsensor）是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的另外一種涉及多種學(xué)科的新型傳感器系統(tǒng)。此類傳感器系統(tǒng)一經(jīng)問世即刻受到科研界的普遍重視，尤其在探測器應(yīng)用領(lǐng)域，如分布式實(shí)時(shí)探測、網(wǎng)絡(luò)探測和多信號(hào)探測方面一直頗受歡迎，產(chǎn)生的影響較大。
2.1智能化傳感器的特點(diǎn)。
智能化傳感器是指那些裝有微處理器的，不但能夠執(zhí)行信息處理和信息存儲(chǔ)，而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷的傳感器系統(tǒng)。這一類傳感器就相當(dāng)于是微型機(jī)與傳感器的綜合體一樣，其主要組成部分包括主傳感器、輔助傳感器及微型機(jī)的硬件設(shè)備。如智能化壓力傳感器，主傳感器為壓力傳感器，用來探測壓力參數(shù)，輔助傳感器通常為溫度傳感器和環(huán)境壓力傳感器。采用這種技術(shù)時(shí)可以方便地調(diào)節(jié)和校正由于溫度的變化而導(dǎo)致的測量誤差，而環(huán)境壓力傳感器測量工作環(huán)境的壓力變化并對(duì)測定結(jié)果進(jìn)行校正；而硬件系統(tǒng)除了能夠?qū)鞲衅鞯娜踺敵鲂盘?hào)進(jìn)行放大、處理和存儲(chǔ)外，還執(zhí)行與計(jì)算機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。
通常情況下，一個(gè)通用的檢測儀器只能用來探測一種物理量，其信號(hào)調(diào)節(jié)是由那些與主探測部件相連接著的模擬電路來完成的；但智能化傳感器卻能夠?qū)崿F(xiàn)所有的功能，而且其精度更高、價(jià)格更便宜、處理質(zhì)量也更好。與傳統(tǒng)的傳感器相比，智能化傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1．智能化傳感器不但能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行處理、分析和調(diào)節(jié)，能夠?qū)λ鶞y的數(shù)值及其誤差進(jìn)行補(bǔ)償，而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷，能夠借助于一覽表對(duì)非線性信號(hào)進(jìn)行線性化處理，借助于軟件濾波器濾波數(shù)字信號(hào)。此外，還能夠利用軟件實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償或其它更復(fù)雜的環(huán)境補(bǔ)償，以改進(jìn)測量精度。
2．智能化傳感器具有自診斷和自校準(zhǔn)功能，可以用來檢測工作環(huán)境。當(dāng)工作環(huán)境臨近其極限條件時(shí)，它將發(fā)出告警信號(hào)，并根據(jù)其分析器的輸入信號(hào)給出相關(guān)的診斷信息。當(dāng)智能化傳感器由于某些內(nèi)部故障而不能正常工作時(shí)，它能夠借助其內(nèi)部檢測鏈路找出異常現(xiàn)象或出了故障的部件。
3．智能化傳感器能夠完成多傳感器多參數(shù)混合測量，從而進(jìn)一步拓寬了其探測與應(yīng)用領(lǐng)域，而微處理器的介入使得智能化傳感器能夠更加方便地對(duì)多種信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。此外，其靈活的配置功能既能夠使相同類型的傳感器實(shí)現(xiàn)最佳的工作性能，也能夠使它們適合于各不相同的工作環(huán)境。
5．智能化傳感器備有一個(gè)數(shù)字式通信接口，通過此接口可以直接與其所屬計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)和交換信息。此外，智能化傳感器的信息管理程序也非常簡單方便，譬如，可以對(duì)探測系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制或者在鎖定方式下工作，也可以將所測的數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程用戶等。
2.2智能化傳感器的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀。
目前，智能化傳感器技術(shù)正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期，具有代表意義的典型產(chǎn)品是美國霍尼韋爾公司的st-3000系列智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度傳感器，以及另外一些含有微處理器（mcu）的單片集成壓力傳感器、具有多維檢測能力的智能傳感器和固體圖像傳感器（ssis）等。與此同時(shí)，基于模糊理論的新型智能傳感器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能化傳感器系統(tǒng)的研究和發(fā)展中的重要作用也日益受到了相關(guān)研究人員的極大重視。
指出的一點(diǎn)是：目前的智能化傳感器系統(tǒng)本身盡管全都是數(shù)字式的，但其通信協(xié)議卻仍需借助于4～20ma的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。一些國際性標(biāo)準(zhǔn)化研究機(jī)構(gòu)目前正在積極研究推出相關(guān)的通用現(xiàn)場總線數(shù)字信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)；不過，在眼下過渡階段仍大多采用遠(yuǎn)距離總線尋址傳感器（hart）協(xié)議，即highwayaddressableremotetransducer。這是一種適用于智能化傳感器的通信協(xié)議，與目前使用4～20ma模擬信號(hào)的系統(tǒng)完全兼容，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)可以同時(shí)進(jìn)行通信，從而使不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品具有通用性。
能化傳感器多用于壓力、力、振動(dòng)沖擊加速度、流量、溫濕度的測量，如美國霍尼韋爾公司的st3000系列全智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度傳感器就屬于這一類傳感器。另外，智能化傳感器在空間技術(shù)研究領(lǐng)域亦有比較成功的應(yīng)用實(shí)例[6]。
發(fā)展中，智能化傳感器無疑將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展到化學(xué)、電磁、光學(xué)和核物理等研究領(lǐng)域?？梢灶A(yù)見，新興的智能化傳感器將會(huì)在關(guān)系到全人類國民生的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮越來越大作用。
3多功能傳感器（multifunction）。
如前所述，通常情況下一個(gè)傳感器只能用來探測一種物理量，但在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，為了能夠完美而準(zhǔn)確地反映客觀事物和環(huán)境，往往需要同時(shí)測量大量的物理量。由若干種敏感元件組成的多功能傳感器則是一種體積小巧而多種功能兼?zhèn)涞男乱淮綔y系統(tǒng)，它可以借助于敏感元件中不同的物理結(jié)構(gòu)或化學(xué)物質(zhì)及其各不相同的表征方式，用單獨(dú)一個(gè)傳感器系統(tǒng)來同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種傳感器的功能。隨著傳感器技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，目前已經(jīng)可以生產(chǎn)出來將若干種敏感元件綜裝在同一種材料或單獨(dú)一塊芯片上的一體化多功能傳感器。
3.1多功能傳感器的執(zhí)行規(guī)則和結(jié)構(gòu)模式。
概括來講，多功能傳感器系統(tǒng)主要的執(zhí)行規(guī)則和結(jié)構(gòu)模式包括：
（1）多功能傳感器系統(tǒng)由若干種各不相同的敏感元件組成，可以用來同時(shí)測量多種參數(shù)。譬如，可以將一個(gè)溫度探測器和一個(gè)濕度探測器配置在一起（即將熱敏元件和濕敏元件分別配置在同一個(gè)傳感器承載體上）制造成一種新的傳感器，這樣，這種新的傳感器就能夠同時(shí)測量溫度和濕度。
（2）將若干種不同的敏感元件精巧地制作在單獨(dú)的一塊硅片中，從而構(gòu)成一種高度綜合化和小型化的多功能傳感器。由于這些敏感元件是被綜裝在同一塊硅片中的，它們無論何時(shí)都工作在同一種條件下，所以很容易對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償和校正。
（3）借助于同一個(gè)傳感器的不同效應(yīng)可以獲得不同的信息。以線圈為例，它所表現(xiàn)出來的電容和電感是各不相同的。
（4）在不同的激勵(lì)條件下，同一個(gè)敏感元件將表現(xiàn)出來不同的特征。而在電壓、電流或溫度等激勵(lì)條件均不相同的情況下，由若干種敏感元件組成的一個(gè)多功能傳感器的特征可想而知將會(huì)是多么的`千差萬別！有時(shí)候簡直就相當(dāng)于是若干個(gè)不同的傳感器一樣，其多功能特征可謂名副其實(shí)。
3.2多功能傳感器的研制與應(yīng)用現(xiàn)狀。
多功能傳感器無疑是當(dāng)前傳感器技術(shù)發(fā)展中一個(gè)全新的研究方向，日前有許多學(xué)者正在積極從事于該領(lǐng)域的研究工作。如將某些類型的傳感器進(jìn)行適當(dāng)組合而使之成為新的傳感器，如用來測量流體壓力和互異壓力的組合傳感器。又如，為了能夠以較高的靈敏度和較小的粒度同時(shí)探測多種信號(hào)，微型數(shù)字式三端口傳感器可以同時(shí)采用熱敏元件、光敏元件和磁敏元件；這種組配方式的傳感器不但能夠輸出模擬信號(hào)，而且還能夠輸出頻率信號(hào)和數(shù)字信號(hào).
從目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，最熱門的研究領(lǐng)域也許是各種類型的仿生傳感器了，而且在感觸、刺激以及視聽辨別等方面已有最新研究成果問世。從實(shí)用的角度考慮，多功能傳感器中應(yīng)用較多的是各種類型的多功能觸覺傳感器，譬如人造皮膚觸覺傳感器就是其中之一，這種傳感器系統(tǒng)由pvdf材料、無觸點(diǎn)皮膚敏感系統(tǒng)以及具有壓力敏感傳導(dǎo)功能的橡膠觸覺傳感器等組成。據(jù)悉，美國merritt公司研制開發(fā)的無觸點(diǎn)皮膚敏感系統(tǒng)獲得了較大的成功，其無觸點(diǎn)超聲波傳感器、紅外輻射引導(dǎo)傳感器、薄膜式電容傳感器、以及溫度、氣體傳感器等在美國本土應(yīng)用甚廣。
與其它方面的研究成果相比，目前在人工嗅覺方面的研究還似乎遠(yuǎn)遠(yuǎn)不盡人意。由于嗅覺元件接收到的判別信號(hào)是非常復(fù)雜的，其中總是混合著成千上萬種化學(xué)物質(zhì)，這就使得嗅覺系統(tǒng)處理起這些信號(hào)來異常錯(cuò)綜復(fù)雜。
人工嗅覺傳感系統(tǒng)的典型產(chǎn)品是功能各異的electronicnose（電子鼻），近10多年來，該技術(shù)的發(fā)展很快，目前已有數(shù)種商品化的產(chǎn)品在國際市場流通，美、法、德、英等國家均有比較先進(jìn)的電子鼻產(chǎn)品問世。
“電子鼻”系統(tǒng)通常由一個(gè)交叉選擇式氣體傳感器陣列和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)組成，并配以恰當(dāng)?shù)哪Ｊ阶R(shí)別系統(tǒng)，具有識(shí)別簡單和復(fù)雜氣味的能力，主要用來解決一般情況下的氣味探測問題。根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同，“電子鼻”系統(tǒng)傳感器陣列中傳感器的構(gòu)成材料及配置數(shù)量亦有所不同，其中，構(gòu)成材料包括金屬氧化物半導(dǎo)體、導(dǎo)電聚合物、石英晶振等，配置數(shù)量則從幾個(gè)到數(shù)十個(gè)不等?？傊半娮颖恰毕到y(tǒng)是氣體傳感器技術(shù)和信息處理技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合的高科技產(chǎn)物，其氣體傳感器的體積很小，功耗也很低，能夠方便地捕獲并處理氣味信號(hào)。氣流經(jīng)過氣體傳感器陣列進(jìn)入到“電子鼻”系統(tǒng)的信號(hào)預(yù)處理元件中，最后由陣列響應(yīng)模式來確定其所測氣體的特征。陣列響應(yīng)模式采用關(guān)聯(lián)法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法對(duì)所測氣體進(jìn)行定性和定量鑒別。美國cyranosciences公司生產(chǎn)的cyranose320電子鼻是目前技術(shù)較為先進(jìn)、適用范圍也比較廣的嗅覺傳感系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)主要由傳感器陣列和數(shù)據(jù)分析算法兩部分組成，其基本技術(shù)是將若干個(gè)獨(dú)特的薄膜式碳-黑聚合物復(fù)合材料化學(xué)電阻器配置成一個(gè)傳感器陣列，然后采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過分析由此傳感器陣列所收集到的輸出值的辦法來識(shí)別未知分析物。據(jù)稱，cyranose320電子鼻的適用范圍包括食品與飲料的生產(chǎn)與保鮮、環(huán)境保護(hù)、化學(xué)品分析與鑒定、疾病診斷與醫(yī)藥分析以及工業(yè)生產(chǎn)過程控制與消費(fèi)品的監(jiān)控與管理等。
4無線網(wǎng)絡(luò)化（wirelessnetworked）。
無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)我們來說并不陌生，比如手機(jī)，無線上網(wǎng)，電視機(jī)。傳感器對(duì)我們來說也不陌生，比如溫度傳感器、壓力傳感器，還有比較新穎的氣味傳感器。但是，把二者結(jié)合在起來，提出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（wirelesssensornetworks）這個(gè)概念，卻是近幾年才發(fā)生的事情。
傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前國際上備受關(guān)注的、由多學(xué)科高度交叉的新興前沿研究熱點(diǎn)領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對(duì)象的信息，通過嵌入式系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行處理，并通過隨機(jī)自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實(shí)現(xiàn)“無處不在的計(jì)算”理念。傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究采用系統(tǒng)發(fā)展模式，因而必須將現(xiàn)代的先進(jìn)微電子技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)、系統(tǒng)soc（system-on-chip）芯片設(shè)計(jì)技術(shù)、納米材料與技術(shù)、現(xiàn)代信息通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等融合，以實(shí)現(xiàn)其微型化、集成化、多功能化及系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，特別是實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)特有的超低功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)。傳感器網(wǎng)絡(luò)具有十分廣闊的應(yīng)用前景，在軍事國防、工農(nóng)業(yè)、城市管理、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、搶險(xiǎn)救災(zāi)、防恐反恐、危險(xiǎn)區(qū)域遠(yuǎn)程控制等許多領(lǐng)域都有重要的科研價(jià)值和巨大實(shí)用價(jià)值，已經(jīng)引起了世界許多國家軍界、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視，并成為進(jìn)入年以來公認(rèn)的新興前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域，被認(rèn)為是將對(duì)二十一世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。
4.2傳感器網(wǎng)絡(luò)研究熱點(diǎn)問題和關(guān)鍵技術(shù)。
傳感器網(wǎng)絡(luò)以應(yīng)用為目標(biāo)，其構(gòu)建是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，涉及到的研究工作和需要解決的問題在每一個(gè)層面上都很多。對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及界面接口技術(shù)的研究意義重大。如果我們把傳感器網(wǎng)絡(luò)按其功能抽象成五個(gè)層次的話，將會(huì)包括基礎(chǔ)層（傳感器集合）、網(wǎng)絡(luò)層（通信網(wǎng)絡(luò)）、中間件層、數(shù)據(jù)處理和管理層以及應(yīng)用開發(fā)層。
其中，基礎(chǔ)層以研究新型傳感器和傳感系統(tǒng)為核心，包括應(yīng)用新的傳感原理、使用新的材料以及采用新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，以降低能耗、提高敏感性、選擇性、響應(yīng)速度、動(dòng)態(tài)范圍、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性以及在惡劣環(huán)境條件下工作的能力。
傳感器網(wǎng)絡(luò)有著巨大的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是將對(duì)21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。已有和潛在的傳感器應(yīng)用領(lǐng)域包括：軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療、建筑物監(jiān)測等等。隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，各種傳感器網(wǎng)絡(luò)將遍布我們生活環(huán)境，從而真正實(shí)現(xiàn)“無處不在的計(jì)算”。以下簡要介紹傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些應(yīng)用。
（1）軍事應(yīng)用。
傳感器網(wǎng)絡(luò)研究最早起源于軍事領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有海洋聲納監(jiān)測的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)，也有監(jiān)測地面物體的小型傳感器網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)代傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通過飛機(jī)撒播、特種炮彈發(fā)射等手段，可以將大量便宜的傳感器密集地撒布于人員不便于到達(dá)的觀察區(qū)域如敵方陣地內(nèi)，收集到有用的微觀數(shù)據(jù)；在一部分傳感器因?yàn)樵馄茐牡仍蚴r(shí)，傳感器網(wǎng)絡(luò)作為整傳感器網(wǎng)絡(luò)體仍能完成觀察任務(wù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的上述特點(diǎn)使得它具有重大軍事價(jià)值，可以應(yīng)用于如下一些場景中：
監(jiān)測人員、裝備等情況以及單兵系統(tǒng)：通過在人員、裝備上附帶各種傳感器，可以讓各級(jí)指揮員比較準(zhǔn)確、及時(shí)地掌握己方的保存狀態(tài)。通過在敵方陣地部署各種傳感器，可以了解敵方武器部署情況，為己方確定進(jìn)攻目標(biāo)和進(jìn)攻路線提供依據(jù)。
監(jiān)測敵軍進(jìn)攻：在敵軍駐地和可能的進(jìn)攻路線上部署大量傳感器，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)敵軍的進(jìn)攻行動(dòng)、爭取寶貴的應(yīng)對(duì)時(shí)間。并可根據(jù)戰(zhàn)況快速調(diào)整和部署新的傳感器網(wǎng)絡(luò)。
評(píng)估戰(zhàn)果：在進(jìn)攻前后，在攻擊目標(biāo)附近部署傳感器網(wǎng)絡(luò)，從而收集目標(biāo)被破壞程度的數(shù)據(jù)。
核能、生物、化學(xué)攻擊的偵察：借助于傳感器網(wǎng)絡(luò)可以及早發(fā)現(xiàn)己方陣地上的生、化污染，提供快速反應(yīng)時(shí)間從而減少損失。不派人員就可以獲取一些核、生、化爆炸現(xiàn)場的詳細(xì)數(shù)據(jù)。
（2）環(huán)境應(yīng)用。
洪災(zāi)的預(yù)警：通過在水壩、山區(qū)中關(guān)鍵地點(diǎn)合理地布置一些水壓、土壤濕度等傳感器，可以在洪災(zāi)到來之前發(fā)布預(yù)警信息，從而及時(shí)排除險(xiǎn)情或者減少損失。
農(nóng)田管理：通過在農(nóng)田部署一定密度的空氣溫度、土壤濕度、土壤肥料含量、光照強(qiáng)度、風(fēng)速等傳感器，可以更好地對(duì)農(nóng)田管理微觀調(diào)控，促進(jìn)農(nóng)作物生長。
（3）家庭應(yīng)用。
建筑及城市管理各種無線傳感器可以靈活方便地布置于建筑物內(nèi)，獲取室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，從而為居室環(huán)境控制和危險(xiǎn)報(bào)警提供依據(jù)。
智能家居：通過布置于房間內(nèi)的溫度、濕度、光照、空氣成分等無線傳感器，感知居室不同部分的微觀狀況，從而對(duì)空調(diào)、門窗以及其他家電進(jìn)行自動(dòng)控制，提供給人們智能、舒適的居住環(huán)境[16]。
建筑安全：通過布置于建筑物內(nèi)的圖像、聲音、氣體檢測、溫度、壓力、輻射等傳感器，發(fā)現(xiàn)異常事件及時(shí)報(bào)警，自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急措施。
智能交通：通過布置于道路上的速度、識(shí)別傳感器，監(jiān)測交通流量等信息，為出行者提供信息服務(wù)，發(fā)現(xiàn)違章能及時(shí)報(bào)警和記錄[17]。反恐和公共安全通過特殊用途的傳感器，特別是生物化學(xué)傳感器監(jiān)測有害物、危險(xiǎn)物的信息，最大限度地減少其對(duì)人民群眾生命安全造成的傷害。
（4）結(jié)論。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著十分廣泛的應(yīng)用前景，它不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域有具有巨大的運(yùn)用價(jià)值，在未來還將在許多新興領(lǐng)域體現(xiàn)其優(yōu)越性，如家用、保健、交通等領(lǐng)域。我們可以大膽的預(yù)見，將來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將無處不在，將完全融入我們的生活。比如微型傳感器網(wǎng)最終可能將家用電器、個(gè)人電腦和其他日常用品同互聯(lián)網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離跟蹤，家庭采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)安全調(diào)控、節(jié)電等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將是未來的一個(gè)無孔不入的十分龐大的網(wǎng)絡(luò)，其應(yīng)用可以涉及到人類日常生活和社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的所有領(lǐng)域。但是，我們還應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)才剛剛開始發(fā)展，它的技術(shù)、應(yīng)用都還還遠(yuǎn)談不上成熟，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該抓住商機(jī)，加大投入力度，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新興的通信應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，其應(yīng)用可以涉及到人類生活和社會(huì)活動(dòng)的所有領(lǐng)域。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將是未來的一個(gè)無孔不入的十分龐大的網(wǎng)絡(luò)，需要各種技術(shù)支撐。目前，成熟的通信技術(shù)都可能經(jīng)過適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和進(jìn)一步發(fā)展，應(yīng)用到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，形成新的市場增長點(diǎn)，創(chuàng)造無線通信的新天地。
5結(jié)語。
當(dāng)前技術(shù)水平下的傳感器系統(tǒng)正向著微小型化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。今后，隨著cad技術(shù)、mems技術(shù)、信息理論及數(shù)據(jù)分析算法的繼續(xù)向前發(fā)展，未來的傳感器系統(tǒng)必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化。在各種新興科學(xué)技術(shù)呈輻射狀廣泛滲透的當(dāng)今社會(huì)，作為現(xiàn)代科學(xué)“耳目”的傳感器系統(tǒng)，作為人們快速獲取、分析和利用有效信息的基礎(chǔ)，必將進(jìn)一步得到社會(huì)各界的普遍關(guān)注。
微波傳感器依靠微波的很多優(yōu)點(diǎn)，將廣泛地用于微波通訊、衛(wèi)星發(fā)送等無線通訊，和雷達(dá)、導(dǎo)彈誘導(dǎo)、遙感、射電望遠(yuǎn)鏡中。并且在一些非接觸式的監(jiān)測和控制中也有很好的應(yīng)用。
物理傳感器論文篇十五
[4]許榮榮.光纖環(huán)形腔光譜技術(shù)與傳感應(yīng)用的研究[d].華中科技大學(xué)。
[5]張磊.基于光子晶體光纖非線性效應(yīng)的超寬帶可調(diào)諧光源[d].清華大學(xué)。
[9]許艷.基于飛秒光頻梳的絕對(duì)距離測量技術(shù)研究[d].華中科技大學(xué)2012。
[10]單模光纖高速拉絲工藝與光纖性能研究[d].華中科技大學(xué)2009。
[11]劉國華.高功率光纖激光器的理論研究[d].華中科技大學(xué)2007。
[13]張雅婷.基于光子晶體光纖的表面等離子體傳感技術(shù)研究[d].華中科技大學(xué)。
[16]吳廣生.無源光網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)絡(luò)復(fù)合接入技術(shù)研究[d].華中科技大學(xué)2009。
[18]張利.以太無源光網(wǎng)絡(luò)安全性與增強(qiáng)技術(shù)研究[d].華中科技大學(xué)2009。
[21]孫琪真.分布式光纖傳感與信息處理技術(shù)的研究及應(yīng)用[d].華中科技大學(xué)。
物理傳感器論文篇十六
為了提高傳感器整體抗耦合性，各支路傳感器結(jié)構(gòu)須具有很好抗扭、抗彎曲能力。本文根據(jù)力學(xué)分析，將板環(huán)結(jié)構(gòu)改為圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結(jié)構(gòu)，圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結(jié)構(gòu)集合了板環(huán)結(jié)構(gòu)線性好、輸出靈敏度高、剛性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具備工作區(qū)應(yīng)變穩(wěn)定、對(duì)稱、抗彎曲、抗扭轉(zhuǎn)等特性。其力學(xué)模型如圖3所示。圓環(huán)內(nèi)嵌十字梁結(jié)構(gòu)測量的是梁上的拉/壓應(yīng)力，當(dāng)環(huán)受拉向或壓向載荷作用時(shí)，垂直與水平直徑位移方向相反，在十字梁的根部(圖3(b)中1，2，3，4處)會(huì)產(chǎn)生彎曲和拉伸兩類變形，其中拉伸應(yīng)變可通過全橋接線測量，環(huán)上的彎曲應(yīng)力具有很好的對(duì)稱性，因此，傳遞到梁上的工作應(yīng)變?yōu)榧兝?壓應(yīng)變，工作應(yīng)變區(qū)如圖3(b)的1，2，3，4處。本文利用solidworks軟件為對(duì)優(yōu)化前后樣機(jī)進(jìn)行仿真受力分析，比較工作區(qū)應(yīng)變，驗(yàn)證優(yōu)化結(jié)構(gòu)的合理性。仿真時(shí)對(duì)優(yōu)化前后的傳感器都進(jìn)行裝配體受力分析，嚴(yán)格按照實(shí)際參數(shù)(材料、約束、配合、載荷)進(jìn)行仿真。載荷施加方法:在軸向載荷基礎(chǔ)上附加額外的彎矩與扭矩，測試其對(duì)工作應(yīng)變區(qū)影響。兩結(jié)構(gòu)施加載荷大小、方向、作用點(diǎn)都一致，其中對(duì)于扭矩加力，是直接施加于上端鉸座面上;對(duì)于彎矩加力，是在同一面上施加側(cè)向力荷來等效，如圖4。根據(jù)仿真的結(jié)果，得到的數(shù)據(jù)由表1所示。由仿真數(shù)據(jù)可得:1)優(yōu)化后支路傳感器的抗耦合力矩能力明顯強(qiáng)于未優(yōu)化傳感器的抗耦能力。比如:在附加100力矩時(shí)，優(yōu)化后的傳感器其微應(yīng)變值增加了(1105－951)×10－6=154×10－6，而未優(yōu)化的傳感器微應(yīng)變值增加了(1510－956)×10－6=554×10－6，因此，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)其抗扭能力大大加強(qiáng)。2)優(yōu)化后支路傳感器的抗側(cè)向力的能力明顯強(qiáng)于未優(yōu)化傳感器的抗側(cè)向能力。比如:在附加測向力為200n時(shí)，優(yōu)化后的傳感器其微應(yīng)變值增加了(1215－951)×10－6=264×10－6，而未優(yōu)化的傳感器微應(yīng)變值增加了(1460－956)×10－6=504×10－6，因此，新結(jié)構(gòu)抗側(cè)向力效果明顯。2．3支路傳感器的優(yōu)化結(jié)構(gòu)根據(jù)以上的.分析結(jié)果，新的支路傳感器利用了各種去耦方式，得到的總體結(jié)構(gòu)如圖5所示。
依據(jù)要研制的傳感器量程和精度，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的標(biāo)定系統(tǒng)，該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要是通過比對(duì)的方法來進(jìn)行，在施加力的路徑上串聯(lián)一個(gè)高精度的s型傳感器，精度為0．03%，滿足本系統(tǒng)要求。將優(yōu)化前后傳感器在完全相同的試驗(yàn)條件下進(jìn)行加載并記錄測量結(jié)果，利用線性解算法求解各自的映射關(guān)系矩陣，最后驗(yàn)證比對(duì)測量精度。試驗(yàn)標(biāo)定過程中對(duì)傳感器6支路通道依次進(jìn)行標(biāo)定，每路各取不少于6個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，并進(jìn)行遞增、遞減加載各3次，然后對(duì)遞增、遞減的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行均值化處理即為最終的標(biāo)定數(shù)據(jù)。對(duì)于六維力傳感器，解耦的優(yōu)劣和傳感器的精度息息相關(guān)，一個(gè)方向的加載很難對(duì)傳感器的解耦能力做出全面的評(píng)價(jià)，截至目前為止，大部分的論文只是在試驗(yàn)時(shí)只是加載了一維力，只有個(gè)別的文章提及到二維加載［11］，還沒有三維加載的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本文為了驗(yàn)證傳感器的耦合情況，進(jìn)行了三維復(fù)合加載，標(biāo)定數(shù)據(jù)見表2～表4。
3結(jié)束語。
本文設(shè)計(jì)了一種基于at89s52單片機(jī)和ds18b20數(shù)字溫度傳感器的溫度采集報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)說明。該設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，適用于糧倉、電力機(jī)房、軸瓦、空調(diào)、冰箱和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，ds18b20單總線和多點(diǎn)式測溫特點(diǎn)使其擴(kuò)展性加強(qiáng)，具有廣闊的市場前景。
物理傳感器論文篇十七
摘要：文中介紹了在測力傳感器的設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常運(yùn)用的兩種應(yīng)力集中的設(shè)計(jì)原則。按照這兩種應(yīng)力集中的原則，對(duì)彈性體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠收到提高測力傳感器的測力精度和測力靈敏度的良好效果。
一、概述。
對(duì)于電阻應(yīng)變片式測力傳感器（以下簡稱“測力傳感器”）來說，彈性體的結(jié)構(gòu)形狀與相關(guān)尺寸對(duì)測力傳感器性能的影響極大?？梢哉f，測力傳感器的性能主要取決于其彈性體的形狀及相關(guān)尺寸。如果測力傳感器的彈性體設(shè)計(jì)不合理，無論彈性體的加工精度多高、粘貼的電阻應(yīng)變片的品質(zhì)多好，測力傳感器都難以達(dá)到較高的測力性能。因此，在測力傳感器的設(shè)計(jì)過程中，對(duì)彈性體進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
彈性體的設(shè)計(jì)基本屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的范圍，但因測力性能的需要，其結(jié)構(gòu)上與普通的機(jī)械零件和構(gòu)件有所不同。一般說來，普通的機(jī)械零件和構(gòu)件只須滿足在足夠大的安全系數(shù)下的強(qiáng)度和剛度即可，對(duì)在受力條件下零件或構(gòu)件上的應(yīng)力分布情況不必嚴(yán)格要求。然而，對(duì)于彈性體來說，除了需要滿足機(jī)械強(qiáng)度和剛度要求以外，必須保證彈性體上粘貼電阻應(yīng)變片部位（以下簡稱“貼片部位”）的應(yīng)力（應(yīng)變）與彈性體承受的載荷（被測力）保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系；同時(shí)，為了提高測力傳感器測力的靈敏度，還應(yīng)使貼片部位達(dá)到較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
由此可見，在彈性體的設(shè)計(jì)過程中必須滿足以下兩項(xiàng)要求：
（1）貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）應(yīng)與被測力保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
（2）貼片部位應(yīng)具有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
為了滿足上述兩項(xiàng)要求，在測力傳感器的彈性體設(shè)計(jì)方面，經(jīng)常應(yīng)用“應(yīng)力集中”的設(shè)計(jì)原則，確保貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平較高，并與被測力保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以提高所設(shè)計(jì)測力傳感器的測力靈敏度和測力精度。
二、改善應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的“應(yīng)力集中”原則。
在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計(jì)過程中，通常認(rèn)為應(yīng)力（應(yīng)變）在零件或構(gòu)件上是規(guī)則分布的，如果零件或構(gòu)件的截面形狀不發(fā)生變化，不必考慮應(yīng)力（應(yīng)變）分布不規(guī)則的問題。其實(shí)，在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，對(duì)于應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的問題并非不予考慮，而是通過強(qiáng)度計(jì)算中的.安全系數(shù)將其包容在內(nèi)了。
對(duì)于測力傳感器來說，它是通過電阻應(yīng)變片測量彈性體上貼片部位的應(yīng)變來測量被測力的大小。若要保證貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)際上就是保證在測力傳感器受力時(shí)，彈性體上貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）要按照某一規(guī)律分布。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于彈性體貼片部位應(yīng)力（應(yīng)變）分布影響較大的因素主要是彈性體受力條件的變化。
[1][2][3][4]。
物理傳感器論文篇十八
摘要：建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)是主動(dòng)的知識(shí)建構(gòu)過程。結(jié)合傳感器與測試技術(shù)課程特點(diǎn)，從設(shè)計(jì)教學(xué)流程、規(guī)范教學(xué)六大要素、構(gòu)建“點(diǎn)、線、面”相結(jié)合的教學(xué)模式、實(shí)施多種教學(xué)方法和手段以及多元化、全過程的綜合評(píng)價(jià)體系等方面，詳細(xì)介紹了用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)課程研究型教學(xué)的實(shí)踐活動(dòng)。
關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論研究型教學(xué)教學(xué)模式評(píng)價(jià)體系。
研究型教學(xué)是與創(chuàng)新性教育相適應(yīng)、以“學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，是教師以課程內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)識(shí)積累為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識(shí)和能力，自主發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題，在研討中積累知識(shí)、培養(yǎng)能力和鍛煉思維的新型教學(xué)模式[1]。而建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論提出學(xué)習(xí)是一個(gè)積極主動(dòng)的建構(gòu)過程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探求、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)[2]。教學(xué)過程則是充分利用情境、協(xié)作、交流會(huì)話等環(huán)境要素，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)新精神，提高教學(xué)質(zhì)量和效率?？梢妼⒔?gòu)主義學(xué)習(xí)理論運(yùn)用到研究型教學(xué)實(shí)踐中，會(huì)起到事半功倍的效果。傳感器與測試技術(shù)課程具有以下的特點(diǎn)：工程實(shí)踐性強(qiáng)；涉及的專業(yè)知識(shí)面廣、知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)；傳感器和測試技術(shù)本身發(fā)展迅速。結(jié)合課程特點(diǎn)，深入闡述建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的傳感器與測試技術(shù)課程的研究型教學(xué)實(shí)踐。
1建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的知識(shí)觀和學(xué)習(xí)觀。
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論最早是由認(rèn)知發(fā)展領(lǐng)域最有影響力的瑞士著名心理學(xué)家皮亞杰在20世紀(jì)60年代提出的，他認(rèn)為兒童是在與周圍環(huán)境相互作用的過程中，逐步建構(gòu)起關(guān)于外部世界的認(rèn)識(shí)，從而使自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到發(fā)展。后來又有許多心理學(xué)家和教育學(xué)家，如維果茨基、奧蘇貝爾、布魯諾等發(fā)展了建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，從而形成較完整的理論，它對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式以及師生間的關(guān)系都產(chǎn)生了重要的影響，并逐漸成為研究與實(shí)施素質(zhì)教育的重要理論依據(jù)[2]。
1.1知識(shí)觀。
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為世界是客觀存在的，但每個(gè)人是以自己的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)來建構(gòu)現(xiàn)實(shí)[2]。知識(shí)不是從外部輸入人內(nèi)心的，而是在與外部作用的過程中在人的心靈內(nèi)部建立起來的[3]。知識(shí)并不是對(duì)現(xiàn)實(shí)的準(zhǔn)確表征，它是一種解釋、一種假設(shè)，而不是問題的最終答案，會(huì)隨著人類的進(jìn)步而出現(xiàn)新的假設(shè)。另外，知識(shí)不可能以實(shí)體的形式存在于具體個(gè)體之外，盡管我們通過語言符號(hào)賦予知識(shí)一定的外在形式，甚至這些命題還得到了較普遍的認(rèn)可，但這并不意味著學(xué)習(xí)者會(huì)對(duì)這些命題有同樣的理解。因?yàn)檫@些理解只能由個(gè)體學(xué)習(xí)者基于自己的經(jīng)驗(yàn)背景建構(gòu)起來，這取決于特定情境下的學(xué)習(xí)歷程。
1.2學(xué)習(xí)觀。
學(xué)習(xí)過程是學(xué)習(xí)者從外界選擇性地知覺新信息，然后進(jìn)行主動(dòng)構(gòu)建并生成意義的過程[4]。學(xué)習(xí)者通過對(duì)外部信息的選擇和加工，通過新舊經(jīng)驗(yàn)之間的相互作用，構(gòu)建自己知識(shí)，為“理解而學(xué)習(xí)”是建構(gòu)性學(xué)習(xí)的核心目標(biāo)。學(xué)習(xí)者通過構(gòu)建自己對(duì)各種問題的理解形成自己的觀點(diǎn)，而不僅僅是記住別人已經(jīng)研究出來的結(jié)論[5]。學(xué)習(xí)者的知識(shí)構(gòu)建過程受到教師指導(dǎo)、學(xué)生參與、周圍環(huán)境等因素的影響。教師與學(xué)生之間以教學(xué)內(nèi)容為中介形成雙向互動(dòng)關(guān)系，可以更好地激發(fā)學(xué)生主體作用的發(fā)揮，促進(jìn)學(xué)生積極構(gòu)建知識(shí)。學(xué)習(xí)活動(dòng)要發(fā)生則必須滿足兩個(gè)條件：學(xué)生的背景知識(shí)與新知識(shí)有一定的相關(guān)度、新知識(shí)的潛在意義能引起學(xué)生情感的變化。學(xué)習(xí)活動(dòng)發(fā)生后，通過與其他學(xué)生和教師的不斷交流和溝通，在自己原有知識(shí)的基礎(chǔ)上完成新知識(shí)的建構(gòu)。
2.1設(shè)計(jì)課程教學(xué)流程，規(guī)范課程教學(xué)六大要素。
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)“教學(xué)情境”“協(xié)作”以及“知識(shí)主動(dòng)建構(gòu)”，基于該理論指導(dǎo)，根據(jù)“科學(xué)引領(lǐng)工程、工程引入教堂、教員在研究中教、學(xué)員在實(shí)踐中學(xué)”的教學(xué)理念，以“知識(shí)、素質(zhì)、能力綜合培養(yǎng)”為課程目標(biāo)，設(shè)計(jì)了傳感器與測試技術(shù)課程教學(xué)流程（如圖1所示）。規(guī)范了課程的講授、教材、作業(yè)、討論、實(shí)踐訓(xùn)練、考核等課程教學(xué)六大要素，使每個(gè)環(huán)節(jié)都有實(shí)施依據(jù)和具體實(shí)施方法。
2.2采取以點(diǎn)、線、面相結(jié)合的方式構(gòu)建新的教學(xué)模式。
解決傳感器與測試技術(shù)課程中理論與實(shí)踐相結(jié)合及學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多、要求高的問題。突出專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的綜合性、系統(tǒng)性，體現(xiàn)現(xiàn)代儀器及測試科學(xué)和技術(shù)的相互關(guān)聯(lián)和完整性。
“點(diǎn)”指以課程教學(xué)六大要素為單元，課程重點(diǎn)講授核心知識(shí)點(diǎn)，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生把握科學(xué)的思維方式和研究方法；講授內(nèi)容寬而新，以儀器學(xué)科的應(yīng)用為大背景，引導(dǎo)學(xué)生了解傳感器基本原理、在工程中的應(yīng)用?！熬€”指以理論課程體系、實(shí)踐課程體系、科研訓(xùn)練體系為三條主線，探索研究型教學(xué)體系。理論課程體系由理論型課程教學(xué)單元構(gòu)成，強(qiáng)調(diào)對(duì)傳感器基本原理的掌握；實(shí)踐課程體系由基礎(chǔ)型、綜合與研究型實(shí)驗(yàn)構(gòu)成，強(qiáng)調(diào)通過基本技能訓(xùn)練、綜合能力培養(yǎng)、開放研究實(shí)驗(yàn)的鍛煉，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)；科研訓(xùn)練體系由課程設(shè)計(jì)、學(xué)科競賽、課題研究等構(gòu)成，鍛煉工程實(shí)踐能力，提高創(chuàng)新能力。“面”指以教學(xué)科研結(jié)合型的教師隊(duì)伍和學(xué)科的整體實(shí)力來鉸鏈點(diǎn)與線，建設(shè)立體化的應(yīng)用型教學(xué)模式。課程內(nèi)容注重先進(jìn)性和科學(xué)性，將最新軍事應(yīng)用科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，使學(xué)生盡早參與科學(xué)研究訓(xùn)練，接觸科學(xué)前沿。同時(shí)讓學(xué)生接受教師研究和教學(xué)文化的熏陶及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)的浸潤。這是培養(yǎng)學(xué)生自主研究性學(xué)習(xí)能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的主渠道，同時(shí)對(duì)教學(xué)隊(duì)伍的建設(shè)提出了更高的要求。
2.3實(shí)施“從單元構(gòu)建系統(tǒng)，從系統(tǒng)細(xì)化到單元”的教學(xué)手段和方法。
貫穿傳感器原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用這一主線，設(shè)計(jì)了一套適合本課程的教學(xué)進(jìn)程，對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容方法不同，在不同的教學(xué)階段方法不同，對(duì)不同傳感器的特點(diǎn)，具體的教學(xué)手段也不同。
2.3.1按不同課程內(nèi)容實(shí)施不同教學(xué)模式。
不同傳感器具有不同的特性，在教學(xué)中設(shè)計(jì)了不同的教學(xué)手段。如電感式傳感器部分，差動(dòng)變壓器靈敏度特性是教學(xué)難點(diǎn)，教學(xué)思路是“先做實(shí)驗(yàn)，主動(dòng)探究”。先講授差動(dòng)變壓器的工作原理，而對(duì)特性部分不予講解，接著布置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得出“電壓頻率在一定范圍內(nèi)時(shí)靈敏度不變”這一規(guī)律。學(xué)生在自問為什么時(shí)，會(huì)主動(dòng)根據(jù)差動(dòng)變壓器的工作原理和公式作進(jìn)一步推導(dǎo)。壓電式傳感器的教學(xué)思路是“搭建支架，分析比較”。兩種典型的壓電材料石英晶體和壓電陶瓷，由于其具有不同的結(jié)構(gòu)和特性，所以兩種壓電式傳感器在穩(wěn)定性、靈敏度、價(jià)格和抗干擾性方面有很大區(qū)別，學(xué)生只要掌握了壓電材料的基本特性，即可自己分析得出兩種壓電傳感器的特性。如計(jì)量光柵，教學(xué)思路是“創(chuàng)造情境，絲絲入扣”，包括以下幾步：(1)以學(xué)生熟悉的測量轉(zhuǎn)速光電傳感器為例，提出是否可以用光電傳感器來測量位移。(2)大家分組討論，提出設(shè)計(jì)方案。這時(shí)有學(xué)生提出，可以把光電傳感器中的開孔圓盤拉直變成開槽板，并拿出事先準(zhǔn)備的一張均勻刻槽的紙，現(xiàn)場演示了學(xué)生的思想—這是光柵的雛形。(3)分析方案的可行性。即測量的精度、實(shí)際系統(tǒng)中光電接收元件的安裝等問題。(4)討論并改進(jìn)方案。學(xué)生的方案提高精度可以通過減小槽的距離，進(jìn)一步讓學(xué)生分析這種思路的技術(shù)可行性和難點(diǎn)。于是引出用2塊光柵交疊，并請(qǐng)大家伸出雙手演示著名的“莫爾條紋效應(yīng)”。至此，學(xué)生已經(jīng)基本明白了光柵數(shù)字位移傳感器測量位移的基本原理。(5)配合演示動(dòng)畫，讓大家分析光柵的特點(diǎn)。
2.4多元化、全過程的綜合評(píng)價(jià)體系研究。
該課程涉及對(duì)基本原理的掌握、對(duì)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，評(píng)估學(xué)生的能力需要建立更加科學(xué)合理的評(píng)估模式。教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)遵循學(xué)習(xí)過程評(píng)價(jià)和教學(xué)目標(biāo)管理相結(jié)合的基本原則，以研究學(xué)習(xí)過程的知識(shí)獲取（如傳感器原理）、探索研究（如測試技術(shù)應(yīng)用與最新發(fā)展）、思維創(chuàng)新（如測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)）等要素為評(píng)價(jià)因子，以完成教學(xué)大綱要求的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，考核重點(diǎn)從獲取知識(shí)量向知識(shí)、能力、綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)移，形成多元化、全過程“合格+拔尖”的綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)。最后成績考核包括平時(shí)作業(yè)、卷面成績、課程設(shè)計(jì)綜合評(píng)估。作業(yè)包括課本習(xí)題/調(diào)研報(bào)告、資源檢索等，作業(yè)可以通過網(wǎng)絡(luò)提交。第一次課的作業(yè)是請(qǐng)學(xué)生跟蹤調(diào)研新型傳感器、測試技術(shù)或測試系統(tǒng)發(fā)展動(dòng)態(tài)，后續(xù)的課堂中，適當(dāng)安排些調(diào)研比較充分的學(xué)生做匯報(bào)、研討，教師再進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。課程中期布置了課程設(shè)計(jì)、自行車測速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不限傳感器類型。每個(gè)小組上交傳感器設(shè)計(jì)說明書，并根據(jù)條件實(shí)現(xiàn)傳感器部分或全部環(huán)節(jié)的制作。各小組代表發(fā)言，時(shí)間不超過10分鐘，小組成員可隨時(shí)補(bǔ)充，其他組學(xué)生可隨時(shí)提問，對(duì)相互間的不同觀點(diǎn)可據(jù)理力爭，甚至駁斥。最后，教師再逐一點(diǎn)評(píng)，和學(xué)生一起評(píng)價(jià)出最佳設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。這種研討課的教學(xué)效果超過了預(yù)期設(shè)想。每組選用了不同的傳感器進(jìn)行測速，設(shè)計(jì)方案五花八門，并從傳感器選型、電源、安裝、成本、誤差分析、實(shí)用性等方面全面分析，考查學(xué)生全面掌握課程核心知識(shí)點(diǎn)的情況以及分工、合作、溝通的能力。
3結(jié)束語。
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的研究型教學(xué)，迎合了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大方向，不僅提高了教師教學(xué)理論水平和教學(xué)科研能力，同時(shí)也促進(jìn)了學(xué)生的全面發(fā)展，參加各種科技創(chuàng)新的學(xué)生人數(shù)激增，并且作品質(zhì)量有很大提升。但建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在教學(xué)實(shí)踐中的運(yùn)用并不是生搬硬套，如何在傳感器與測試技術(shù)迅速發(fā)展、教學(xué)理念不斷與時(shí)俱進(jìn)的情況下，探索更科學(xué)的教學(xué)模式，切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，還需繼續(xù)實(shí)踐和探索。
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物理傳感器論文篇十九
對(duì)于電阻應(yīng)變片式測力傳感器（以下簡稱“測力傳感器”）來說，彈性體的結(jié)構(gòu)形狀與相關(guān)尺寸對(duì)測力傳感器性能的影響極大?？梢哉f，測力傳感器的性能主要取決于其彈性體的形狀及相關(guān)尺寸。如果測力傳感器的彈性體設(shè)計(jì)不合理，無論彈性體的加工精度多高、粘貼的電阻應(yīng)變片的品質(zhì)多好，測力傳感器都難以達(dá)到較高的測力性能。因此，在測力傳感器的設(shè)計(jì)過程中，對(duì)彈性體進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
彈性體的設(shè)計(jì)基本屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的范圍，但因測力性能的需要，其結(jié)構(gòu)上與普通的機(jī)械零件和構(gòu)件有所不同。一般說來，普通的機(jī)械零件和構(gòu)件只須滿足在足夠大的安全系數(shù)下的強(qiáng)度和剛度即可，對(duì)在受力條件下零件或構(gòu)件上的應(yīng)力分布情況不必嚴(yán)格要求。然而，對(duì)于彈性體來說，除了需要滿足機(jī)械強(qiáng)度和剛度要求以外，必須保證彈性體上粘貼電阻應(yīng)變片部位（以下簡稱“貼片部位”）的應(yīng)力（應(yīng)變）與彈性體承受的載荷（被測力）保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系；同時(shí)，為了提高測力傳感器測力的靈敏度，還應(yīng)使貼片部位達(dá)到較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
由此可見，在彈性體的設(shè)計(jì)過程中必須滿足以下兩項(xiàng)要求：
（1）貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）應(yīng)與被測力保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
（2）貼片部位應(yīng)具有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
為了滿足上述兩項(xiàng)要求，在測力傳感器的彈性體設(shè)計(jì)方面，經(jīng)常應(yīng)用“應(yīng)力集中”的設(shè)計(jì)原則，確保貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平較高，并與被測力保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以提高所設(shè)計(jì)測力傳感器的測力靈敏度和測力精度。
二、改善應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的“應(yīng)力集中”原則。
在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計(jì)過程中，通常認(rèn)為應(yīng)力（應(yīng)變）在零件或構(gòu)件上是規(guī)則分布的，如果零件或構(gòu)件的截面形狀不發(fā)生變化，不必考慮應(yīng)力（應(yīng)變）分布不規(guī)則的問題。其實(shí)，在機(jī)械零件或構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，對(duì)于應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的問題并非不予考慮，而是通過強(qiáng)度計(jì)算中的'安全系數(shù)將其包容在內(nèi)了。
對(duì)于測力傳感器來說，它是通過電阻應(yīng)變片測量彈性體上貼片部位的應(yīng)變來測量被測力的大小。若要保證貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)際上就是保證在測力傳感器受力時(shí)，彈性體上貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）要按照某一規(guī)律分布。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于彈性體貼片部位應(yīng)力（應(yīng)變）分布影響較大的因素主要是彈性體受力條件的變化。
彈性體受力條件的變化是指當(dāng)彈性體受力的大小不變時(shí)，力的作用點(diǎn)發(fā)生變化或彈性體與其相鄰的加載構(gòu)件和承載構(gòu)件的接觸條件發(fā)生變化。如果在彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，未能考慮這一情況，就可能造成彈性體上應(yīng)力（應(yīng)變）分布的不規(guī)則變化。這方面最典型的實(shí)例是筒式測力傳感器（見圖1）。
當(dāng)筒式測力傳感器上、下端面均勻受力時(shí)，在彈性體貼片部位的整個(gè)圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）的分布是均勻的。當(dāng)上、下兩個(gè)端面上受力情況發(fā)生變化后，力在兩個(gè)端面的作用情況不再是均勻分布的，這時(shí)彈性體貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）的分布情況就難以預(yù)料了。如果筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比足夠大，彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）基本上還是均勻分布。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，通常很少能為測力傳感器提供較大的安裝空間位置，因而筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比很難做到足夠大，彈性體貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）將不均勻分布，而且不均勻分布的情況隨彈性體受力情況的變化而改變。在這樣的條件下，彈性體貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力不能保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將造成明顯的測力誤差。
為了減小由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差，有些傳感器設(shè)計(jì)者采取在筒式測力傳感器彈性體上增加貼片數(shù)量的方法，盡可能將彈性體上貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）分布不均勻的情況測量出來。這樣的處理方法有一定的效果，可以減小彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。但這種方法畢竟是一種被動(dòng)的方法，增加的貼片數(shù)量總是有限的，還是很難把彈性體上貼片部位圓周上應(yīng)力（應(yīng)變）分布不均勻的情況全部測量出來，測力誤差減小的程度不夠顯著。
由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差的實(shí)質(zhì)是彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）的不規(guī)則分布，如果能使彈性體貼片部位圓周上的應(yīng)力（應(yīng)變）分布受到一定條件的約束，迫使貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）按照某一規(guī)律分布，因而使得彈性體貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由此來減小因彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。
對(duì)于筒式測力傳感器來說，在承載強(qiáng)度足夠的條件下，如果將彈性體貼片部位圓周上不貼片的部位挖空（見圖2），使得應(yīng)力只能在未挖空的部位分布，大大改善了應(yīng)力（應(yīng)變）不規(guī)則分布的情況?；蛘哒f，應(yīng)力（應(yīng)變）的不規(guī)則分布僅僅限于未挖空的部位，并且其不規(guī)則分布的程度不會(huì)很大。因此，在未挖空的部位粘貼電阻應(yīng)變片，就能使測得的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
上述處理方法實(shí)際上出于這樣一個(gè)原理：通過某種措施，使彈性體上的應(yīng)力（應(yīng)變）集中分布在便于貼片檢測的部位，實(shí)現(xiàn)測得的應(yīng)力（應(yīng)變）與被測力基本保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以保證傳感器的測力精度。
作者曾用上述方法對(duì)筒式測力傳感器進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)前的普通筒式傳感器測力誤差大于1%f.s.，改進(jìn)后（局部挖空）的筒式傳感器測力誤差為0.1~0.3%f.s.，測力精度明顯提高。
若要測力傳感器達(dá)到較高的靈敏度，通常應(yīng)該使電阻應(yīng)變片有較高的應(yīng)變水平，即在彈性體上貼片部位應(yīng)該有較高的應(yīng)力（應(yīng)變）水平。
實(shí)現(xiàn)彈性體上貼片部位達(dá)到較高應(yīng)力（應(yīng)變）水平有兩種常用的方法：
（1）整體減小彈性體的尺寸，全面提高彈性體上的應(yīng)力（應(yīng)變）水平；
（2）在貼片部位附近對(duì)彈性體進(jìn)行局部削弱，使貼片部位局部應(yīng)力（應(yīng)變）水平提高，而彈性體其它部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平基本不變。
以上兩種方法都可以提高貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平，但對(duì)彈性體整體性能而言，局部削弱彈性體的效果要遠(yuǎn)好于整體減小彈性體尺寸。因?yàn)榫植肯魅鯊椥泽w既能提高貼片部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平，又使得彈性體整體保持較高的強(qiáng)度和剛度，有利于提高傳感器的性能和使用效果。
局部削弱彈性體提高貼片部位應(yīng)力（應(yīng)變）水平的原理是：通過局部削弱彈性體，造成局部的應(yīng)力集中，使得應(yīng)力集中部位的應(yīng)力（應(yīng)變）水平明顯高于彈性體其它部位的應(yīng)力水平，將電阻應(yīng)變片粘貼于應(yīng)力集中部位，就可以測得較高的應(yīng)變水平。
局部應(yīng)力（應(yīng)變）集中的方法在測力傳感器的設(shè)計(jì)中經(jīng)常被采用，尤其在梁式測力傳感器（如彎曲梁式和剪切梁式測力傳感器）的彈性體設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。局部應(yīng)力（應(yīng)變）集中方法應(yīng)用較為成功的當(dāng)數(shù)剪切梁式測力傳感器。剪切梁式測力傳感器是通過檢測梁式彈性體上的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）實(shí)現(xiàn)測力的，其彈性體的結(jié)構(gòu)如圖3所示（為了便于說明問題，這里僅以一簡支梁式的彈性體為例）。
由材料力學(xué)中有關(guān)梁的應(yīng)力分布知識(shí)可知，當(dāng)梁承受橫向（彎曲）載荷時(shí)，在梁的中性層處剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）最大。如果要檢測梁上的剪應(yīng)變，應(yīng)該在梁的中性層處貼片。為了提高貼片處的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）水平，可將彈性體兩側(cè)各挖一個(gè)盲孔（見圖3的2處），盲孔的中心應(yīng)在中性層處。電阻應(yīng)變片應(yīng)該粘貼在盲孔的底面上，即圖3中工字形斷面（a－a剖面）的腹板上。
對(duì)于梁形構(gòu)件來說，其彎曲強(qiáng)度是主要矛盾。在一個(gè)梁滿足彎曲強(qiáng)度的情況下，剪切強(qiáng)度一般裕量較大。當(dāng)在中性層附近挖盲孔后，該截面上腹板上的剪應(yīng)力（剪應(yīng)變）明顯提高，然而該截面上的彎曲應(yīng)力提高很小。因此，剪切梁式彈性體應(yīng)用局部應(yīng)力集中方案后，被檢測的剪應(yīng)變大大提高，使該測力傳感器的靈敏度顯著提高，而對(duì)整個(gè)梁的彎曲強(qiáng)度影響很小，使整個(gè)梁保持了良好的強(qiáng)度和剛度。
四、小結(jié)。
在測力傳感器的設(shè)計(jì)過程中，如能自覺地按照上述兩種應(yīng)力集中的原則，對(duì)彈性體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就能夠收到提高測力傳感器的測力精度和測力靈敏度的良好效果。靈活、恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用應(yīng)力集中的原則，對(duì)于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)高性能的測力傳感器具有重要的實(shí)用意義。
參考文獻(xiàn)。
[1].劉鴻文主編，《材料力學(xué)》，高等教育出版社，1979年。
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